WO2023218242A2 - Dispositif d'egalisation de pression pour un boîtier de batterie - Google Patents

Dispositif d'egalisation de pression pour un boîtier de batterie Download PDF

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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • TITLE Pressure equalization device for a battery box
  • the invention relates to the field of pressure equalization devices making it possible to compensate for the variation in pressure inside a battery and to systematically release the pressure in the event of overpressure (for example, by means of a degassing device ).
  • a pressure equalization device for a battery box is provided.
  • the device may include a cage.
  • the cage can describe a fluid passage.
  • the device may include a cover, which can be mounted on the cage.
  • the cover may be movable, for example between an open configuration, in which air can escape, in use, out of the housing, and a closed configuration, in which the housing is sealed.
  • a pressure equalizing device for a housing, the device including a cage describing a fluid passage and a cover mounted on the cage, wherein the cover is movable, in use, between an open configuration, in in which air can escape, and a closed configuration, in which the housing is sealed.
  • the device may include a membrane, which may cover the fluid passage, for example to equalize the pressure inside the housing with the ambient pressure outside the housing.
  • the invention also relates to a pressure equalizing device for a housing, the device comprising a cage describing a fluid passage, a cover mounted on the cage and a membrane covering the fluid passage to equalize the pressure within the housing with ambient pressure outside the housing, wherein the cover is movable, in use, between an open configuration, in which air can escape, and a closed configuration, in which the housing is sealed.
  • the lid can be rotated between open and closed configurations or positions.
  • At least one of the cover and the cage may include a formation, for example an inclined, helical or screw-shaped formation.
  • the formation may cooperate with a formation on the other of the cover and the cage to cause the cover to translate relative to the cage when rotated between the open and closed configurations or positions.
  • the cover can be screwed between open and closed configurations or positions.
  • the device may include sealing means on one or both of the cover and/or the cage, for example which ensure the sealing of the housing when the cover is in the closed configuration or position.
  • the cover may include one or more windows.
  • the cage may include one or more windows.
  • the or each window of the cover may be aligned with the corresponding window or windows of the cage, for example when the cover is in the open position.
  • the or each window of the cover may be misaligned or offset relative to the corresponding window or windows of the cage, for example when the cover is in the closed position.
  • the device may include a seal, for example example a window seal, which can be configured to seal fluid communication between windows, for example when the cover is in the closed position.
  • the device may include a valve element, for example a flexible umbrella.
  • the valve element can cover the fluid passage.
  • the valve element may include a hole, for example through its thickness.
  • the valve member may include a diaphragm or the diaphragm, which may be attached to the valve member and/or may cover the hole.
  • the valve element diaphragm may be configured to equalize, in use, the pressure inside the battery case with the ambient pressure outside the battery case.
  • the valve member may be configured to reversibly move or deform, for example at a predetermined pressure difference between the interior and exterior of the battery case, to prevent overpressure within the battery case. battery.
  • the invention provides a pressure equalization device that is both compact and allows a significant degassing flow.
  • the membrane may be gas permeable and liquid impermeable, for example to allow air to pass through it to equalize the pressure inside the battery case with the ambient pressure outside the battery case. battery.
  • the membrane can be integrated or overmolded into the valve element. Furthermore, all holes can be covered with a membrane or each hole can be covered with a respective membrane.
  • the membrane may be configured to move or deform reversibly, for example to equalize the pressure inside the battery case with the ambient pressure outside the battery case.
  • the valve element may include a disc.
  • the valve member or disc may include a canopy. At least part of the hole may be next to the disc or canopy. At least part of the hole can surround at least partially the disc or canopy. Alternatively, the hole may extend through the disc or canopy.
  • the disc or canopy may be rigid or flexible.
  • the disc or canopy may be flat or curved. The disc or canopy may be compressed or pushed to a closed position, for example in which it covers the fluid passage.
  • the cage may include a central support.
  • the fluid passage may be one of two or more fluid passages around the central support.
  • the valve element may include a flexible umbrella valve element.
  • the valve element may include a stem, which may be connected to the central support.
  • the disk can be pushed by a pressure means, such as a spring, towards a closed position, for example in which it covers the passage of the fluid.
  • the disc or the cage may comprise a seal or a sealing means, for example a seal or a peripheral sealing means.
  • the seal or sealing means may extend over the periphery of the fluid passage(s) or the disc.
  • the seal or the sealing means can be configured to seal and/or to create a seal between the disc and the cage, for example when the disc is in the closed position.
  • the disc or canopy may be configured to reversibly move or deform at a predetermined pressure difference between the interior and exterior of the battery case to prevent overpressure within the battery case.
  • the canopy may extend radially from the stem, for example to cover fluid passages.
  • the hole is one of two or more holes through the disc or canopy.
  • Each of the holes can be covered by the membrane or a respective membrane.
  • the cage may include a lip and/or a seal. The seal may be spaced from the lip. The seal and lip may be configured to capture, in use, a wall of the battery case therebetween, for example to seal the cage in a hole in the battery case.
  • the cage may include a bayonet connection.
  • the bayonet connection may have two or more flanges, each of which may describe part of a lip.
  • the cage may include a valve seat.
  • the valve member or disc or canopy of the valve member may engage, for example in a sealed manner, against the valve seat when the disc or canopy covers the fluid passages.
  • the cage may include a sealing part.
  • the sealing part may include the gasket and/or the valve seat.
  • the seal can be connected to the valve seat, for example by one or more bridging columns.
  • the disc or canopy may include one or more seal lips, which may be configured to engage the valve seat.
  • the one or more sealing lips may include a pair of sealing lips, which may be spaced apart from each other, for example the one or more sealing lips may include a pair of spaced apart sealing lips.
  • the seal and/or the valve seat and/or the sealed part can be formed integrally with the cage, for example by an overmolding process.
  • the seal can be located on a first side, for example a lower side, of the cage.
  • the valve seat may be located on a second side, for example an upper side, of the cage, which may be opposite the first side. Bridging columns may extend across the cage.
  • the pressure means which pushes the disc towards the closed position can be captive between the disc and the cover.
  • the disc and/or cover may include a connector, for example to connect to one end of the spring.
  • the disc may include a projection, which may be received by one end of the means of pressure.
  • the cover may include a housing or a socket, for example in which the other end of the pressure means can be received.
  • the housing or sleeve of the cover may surround at least a portion of the disc projection.
  • the cover may comprise a projection, which can be received by one end of the pressure means, and/or the disc may comprise a housing or a socket, for example in which the other end of the pressure means can be received and/or the housing or socket of the disc can surround at least part of the projection of the cover.
  • Figure 1 illustrates a pressure equalization device for a battery box according to an example of the invention
  • Figure 2 illustrates the device of Figure 1 without its upper cover
  • Figure 3 illustrates a side view of the device of Figure 1 from the bottom, showing the engagement between the cover and the tubular wall;
  • Figure 4 illustrates a perspective view of the device of Figure 1 from the bottom;
  • Figure 5 illustrates a sectional view of the device of Figures 6 to 9;
  • Figure 6 illustrates a sectional view of a valve element for a pressure equalization device for a battery box according to another example of the invention
  • Figure 7 illustrates a pressure equalization device for a housing according to another example of the invention.
  • Figure 8 illustrates a sectional view of the device of Figure 7.
  • Figures 1 to 5 show a pressure equalization device 1 according to a first example, which is mounted on a wall of battery box 10 (part of which only is shown).
  • the device 1 includes a primary shaft inside which the device 1 is mounted.
  • the cage 2 comprises a tubular wall 20, a central support 21 connected to the tubular wall 20 by four radial walls 22. Fluid passages 23 are described between the radial walls 22, which ensure fluid communication between the interior of the wall of battery box 10 and the inside of the cage 2.
  • Two radial flanges 24 project outwardly from the lower end of the tubular wall 20.
  • the radial flanges 24 cooperate with two radial tabs 12 of the battery case wall 10 to provide a bayonet connection for securing the device 1 in the hole 11 of the battery box wall 10.
  • a seal 25 depends on the tubular wall 20 and the radial flanges 24 together form a lip, so that the wall of the battery box 10 is captive between the lip and the seal 25.
  • the cage 2 is therefore assembled in the hole 11, this hole being provided on the top of the battery, with a tower fixing system.
  • a tower fixing system makes it possible to free up as much as possible the available space of the hole 11 and thus optimize the flow of the fluid through the fluid passages 23 of the cage 2.
  • Such a profile in tower configuration to be fixed on the wall of the battery box 10 therefore makes it possible to obtain an optimum flow rate to evacuate the pressure inside the battery by clearing the hole 11 of the battery box as much as possible.
  • the cover 4 surrounds the tubular wall 20 of the cage 2 and covers its open end.
  • the cover 4 includes slots 40 which receive projections 26 on the tubular wall 20 to provide a connection between the cover 4 and the tubular wall 20.
  • the tubular wall 20 includes a seal 27 around its open end and each of the slots 40 of the cover 4 comprises a helical segment 41. These helical segments 41 cooperate with the projections 26 of the tubular wall 20 to bring the seal 27 closer and further away from the cover 4 during rotation.
  • the bayonet attachment includes only two flanges 24, but it also includes a pair of spring-loaded locking stops 28.
  • the tabs 12 projecting into the hole 11 extend over most of the periphery, from so that the locking stops 28 snap into place between the tabs 12, thereby preventing rotation of the cage 2 when the cover 4 is rotated relative thereto.
  • the valve element 3 comprises a stem 31 connected to the central support 21 and a canopy 32 extending radially from the stem 31, which covers the fluid passages 23.
  • the valve element 3 is therefore an umbrella valve element 3
  • the canopy 32 preferably has a convex shape, and is made of a flexible material in order to increase the closing tension. According to a variant, the canopy 32 has a flat shape.
  • the umbrella valve element 3 can be made of damping material with a high-strength polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the canopy 32 includes four holes 33 passing through its thickness, which are covered with a membrane 34.
  • the membrane 34 is permeable to gases and impermeable to liquids to allow air to pass through it in order to equalize the pressure inside of the battery box 10 with the ambient pressure outside the battery box 10.
  • the membrane 34 is overmolded in the flexible umbrella valve element 3.
  • the holes 33 can be covered by a respective membrane 34.
  • the membrane 34 may be impermeable to air and may be designed to flex sufficiently to allow some pressure equalization.
  • the air inside the battery case is equalized through the transmission of air through the membrane 34. If the pressure inside the battery case exceeds a predetermined threshold, the canopy 32 of the umbrella valve element 3 is forced to flex away from the fluid passages 23. Thus, high pressure air can be expelled from the battery case to avoid overpressure.
  • the present invention thus makes it possible to carry out two pressure equalization functions.
  • a first function called degassing function, in which the canopy 32 of the valve element 3 is deformed by the high pressure coming from the battery, which is the case in a thermal runaway situation (emergency) and in which it is necessary to degas over a very short period of time otherwise the battery will explode.
  • a second function in which the membrane 34 is like a filter which compensates for variations in air pressure to maintain the pressure inside the battery equal to the external pressure.
  • the membrane 34 can be a technical fabric (PTFE) impermeable to liquids but not to air. Therefore, the membrane is adapted to allow air to pass at reduced flow rates, thus enabling the ventilation function.
  • PTFE technical fabric
  • valve element 3 makes it possible to compensate for the pressure variation inside the battery and to systematically release the pressure (emergency degassing valve).
  • the valve element 3 allows both to ventilate to balance the internal pressure equivalent to the external pressure, to degas for high internal pressure (emergency) in a short period of time, and to be waterproof against high water pressure from outside.
  • FIG 6 we see a valve element 103 according to a second example, which is similar to the first example in that similar characteristics are marked by similar numbers incremented by 100.
  • the valve element 103 according to this example differs from that of the first example in that the canopy 132 incorporates reinforcing ribs 135 surrounding the holes 133.
  • the rod 131 comprises a conical end 131 a and a narrowed part 131 b.
  • the valve element 103 is mounted on a cage 2 by inserting the tapered end 131a of the stem 131 into the central support 21 and forcing the stem 131 into the central support 21 until the tapered end 131 a protrudes from the other end and the central support 21 is captive in the narrowed part 131 b.
  • Other arrangements are also possible.
  • a pressure equalization device 201 according to another example is shown, which is similar to the first example in that similar characteristics are marked by like numbers incremented by 200.
  • the device d The pressure equalization 201 according to this example differs from that of the first example in that the valve element 3 is omitted and simply replaced by a membrane 234.
  • the membrane 234 acts as a filter which compensates for variations in air pressure to maintain the pressure inside the battery equal to the external pressure.
  • the membrane 234 is preferably a technical fabric (PTFE) impermeable to liquids but not to air, but in other examples it may simply be deformable to equalize slight pressure variations.
  • the equalization device 201 does not include the degassing function.
  • the slots 240 include projections 243, 244 at each end of the helical segment 241.
  • the projections 226 on the tubular wall 220 engage when the cover 204 is rotated to the closed position and to the open position.
  • the projections 243, 244 of the slots 240 inhibit, but do not prevent, rotation of the cover 204 out of the closed and open positions.
  • the cover is sealed against the seal 227 around the open end of the tubular wall 220. This prevents any ventilation, for example during a pressure test.
  • FIG. 9 we see a pressure equalization device 301 according to another example, which is similar to the first example in that similar characteristics are marked by similar numbers incremented by 300.
  • the device d The pressure equalization 301 according to this example differs from that of the first example in that the umbrella valve element 3 is replaced by a disc 303 and that the rotation of the cover 304 selectively aligns the windows 340, 329 through the cover 304 and the tubular wall 320.
  • the disc 303 has holes 333 in its thickness, which are covered by an overmolded membrane 334, and a tubular wall 331 projects from the center of the disc 303.
  • the cover 304 also includes a dependent tubular wall 343, which is aligned with the wall tubular 331 of the disc 303 and surrounds it.
  • the device 301 comprises a spring 305, a first end of which surrounds the tubular wall 331 of the disc 303 and a second end of which is received in the tubular wall 343 of the cover 304.
  • the spring 305 pushes the disc 303 towards a closed position in which it covers the fluid passage 323.
  • a sealing material 306 is molded onto areas of the cage 302.
  • the sealing material 306 includes the seal 325 which depends on the tubular wall 320 as well as a disc seal 360 surrounding the fluid passage 323, which engages with the disc 303 when in the closed position.
  • the sealant material 306 also includes a window seal 361 surrounding the window 329 through the cage 302.
  • fluid can pass from the battery case through fluid passage 323, through membrane 334 (or between cage 302 and disc 303 when moved) and exit through windows 329, 340 when the cover 304 is in the open position (illustrated in Figure 16).
  • the window seal 361 seals the fluid communication during a 100% air leak test of the housing. battery.
  • a pressure equalization device 401 according to another example, which is similar to the previous example in that similar characteristics are marked by similar numbers incremented by 100.
  • the pressure equalization device 401 according to this example differs from that in the previous example in that the holes 433 pass through a base of the cage 402, while the diameter of the disc 403 corresponds to the diameter of the tubular wall 433, and the disc 403 has a peripheral seal 436 which sealingly engages with the base of the cage 402.
  • the disc 403 is moved to reveal a central hole 423a through the base of cage 402.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'égalisation de pression (1, 201, 301, 401 ) pour un boitier de batterie. Le dispositif comprend une cage (2, 202, 302, 402) décrivant un passage de fluide (23, 223, 323, 423), un couvercle (4, 204, 304, 404) monte sur la cage et une membrane (34, 234, 334, 434) couvrant le passage de fluide pour égaliser la pression a I'intérieur du boitier avec la pression ambiante a I'extérieur du boitier. Le couvercle est mobile, en utilisation, entre une configuration ouverte, dans laquelle l'air peut s'échapper, et une configuration fermée, dans laquelle le boitier est scellé.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Dispositif d’égalisation de pression pour un boîtier de batterie
Domaine technique de l'invention
L’invention concerne le domaine des dispositifs d’égalisation de pression permettant de compenser la variation de pression à l'intérieur d’une batterie et de libérer systématiquement la pression en cas de surpression (par exemple, au moyen d’un dispositif de dégazage).
Arrière-plan technique
Il est connu d’un brevet EP3385584, déposé par Freudenberg, l’utilisation d’un élément de compensation de pression pour les accumulateurs. Plus précisément, cet élément combine la fonction de la compensation de pression en fonctionnement normal mais également celle de la réduction de la surpression lors d'un dégazage d'urgence.
Résumé de l'invention
L'invention concerne un dispositif d'égalisation de pression pour un boîtier de batterie.
Le dispositif peut comprendre une cage. La cage peut décrire un passage de fluide. Avantageusement, le dispositif peut comprendre un couvercle, qui peut être monté sur la cage. Le couvercle peut être mobile, par exemple entre une configuration ouverte, dans laquelle l'air peut s'échapper, en utilisation, hors du boîtier, et une configuration fermée, dans laquelle le boîtier est scellé.
L'invention concerne également un dispositif d'égalisation de pression pour un boîtier, le dispositif comprenant une cage décrivant un passage de fluide et un couvercle monté sur la cage, dans lequel le couvercle est mobile, en utilisation, entre une configuration ouverte, dans laquelle l'air peut s'échapper, et une configuration fermée, dans laquelle le boîtier est scellé. Le dispositif peut comprendre une membrane, qui peut couvrir le passage de fluide, par exemple pour égaliser la pression à l'intérieur du boîtier avec la pression ambiante à l'extérieur du boîtier.
L'invention concerne également un dispositif d'égalisation de pression pour un boîtier, le dispositif comprenant une cage décrivant un passage de fluide, un couvercle monté sur la cage et une membrane couvrant le passage de fluide pour égaliser la pression à l'intérieur du boîtier avec la pression ambiante à l'extérieur du boîtier, dans lequel le couvercle est mobile, en utilisation, entre une configuration ouverte, dans laquelle l'air peut s'échapper, et une configuration fermée, dans laquelle le boîtier est scellé.
Le couvercle peut être tourné entre les configurations ou positions ouverte et fermée.
Au moins l'un du couvercle et de la cage peut comprendre une formation, par exemple une formation inclinée, hélicoïdale ou en forme de vis. La formation peut coopérer avec une formation sur l'autre du couvercle et de la cage pour provoquer la translation du couvercle par rapport à la cage lorsqu'il est tourné entre les configurations ou positions ouverte et fermée.
Le couvercle peut être vissé entre les configurations ou positions ouvertes et fermées. Le dispositif peut comprendre des moyens d'étanchéité sur l'un ou les deux du couvercle et/ou de la cage, par exemple qui assurent l'étanchéité du boîtier lorsque le couvercle est dans la configuration ou la position fermée.
Le couvercle peut comprendre une ou plusieurs fenêtres. La cage peut comprendre une ou plusieurs fenêtres. La ou chaque fenêtre du couvercle peut être alignée avec la ou une fenêtre correspondante de la cage, par exemple lorsque le couvercle est en position ouverte. La ou chaque fenêtre du couvercle peut être désalignée ou décalée par rapport à la ou aux fenêtres correspondantes de la cage, par exemple lorsque le couvercle est en position fermée. L'appareil peut comprendre un joint, par exemple un joint de fenêtre, qui peut être configuré pour sceller la communication fluidique entre les fenêtres, par exemple lorsque le couvercle est en position fermée.
Le dispositif peut comprendre un élément de soupape, par exemple en parapluie flexible. L’élément de soupape peut couvrir le passage de fluide. L'élément de soupape peut comprendre un trou, par exemple à travers son épaisseur. L'élément de soupape peut comprendre une membrane ou la membrane, qui peut être fixée à l'élément de soupape et/ou peut couvrir le trou.
La membrane de l’élément de soupape peut être configurée pour égaliser, en utilisation, la pression à l'intérieur du boîtier de batterie avec la pression ambiante à l'extérieur du boîtier de batterie. L'élément de soupape peut être configuré pour se déplacer ou se déformer de manière réversible, par exemple à une différence de pression prédéterminée entre l'intérieur et l'extérieur du boîtier de batterie, pour empêcher une surpression à l'intérieur du boîtier de batterie.
Ainsi, l'invention fournit un dispositif d’égalisation de pression à la fois compact et permettant un flux de dégazage important.
Également, la membrane peut être perméable aux gaz et imperméable aux liquides, par exemple pour permettre à l'air de la traverser afin d'égaliser la pression à l'intérieur du boîtier de batterie avec la pression ambiante à l'extérieur du boîtier de batterie. La membrane peut être intégrée ou surmoulée dans l'élément de la valve. Par ailleurs, tous les trous peuvent être recouverts d'une membrane ou chaque trou peut être recouvert d'une membrane respective.
Alternativement, la membrane peut être configurée pour se déplacer ou se déformer de manière réversible, par exemple afin d'égaliser la pression à l'intérieur du boîtier de la batterie avec la pression ambiante à l'extérieur du boîtier de la batterie.
L'élément de la soupape peut comprendre un disque. L'élément de soupape ou le disque peut comprendre une canopée. Au moins une partie du trou peut se trouver à côté du disque ou la canopée. Au moins une partie du trou peut entourer au moins partiellement le disque ou la canopée. Par ailleurs, le trou peut s'étendre à travers le disque ou la canopée. Le disque ou la canopée peut être rigide ou flexible. Le disque ou la canopée peut être plat ou incurvé. Le disque ou la canopée peut être comprimé ou poussé vers une position fermée, par exemple dans laquelle il recouvre le passage du fluide.
Avantageusement, la cage peut comprendre un support central. Le passage de fluide peut être l'un de deux ou plusieurs passages de fluide autour du support central. L'élément de soupape peut comprendre un élément de soupape en parapluie flexible. L'élément de soupape peut comprendre une tige, qui peut être reliée au support central.
Par ailleurs, le disque peut être poussé par un moyen de pression, tel qu'un ressort, vers une position fermée, par exemple dans laquelle il recouvre le passage du fluide. Le disque ou la cage peut comprendre un joint ou un moyen d'étanchéité, par exemple un joint ou un moyen d'étanchéité périphérique. Le joint ou le moyen d'étanchéité peut s'étendre sur la périphérie du ou des passage(s) de fluide ou du disque. Le joint ou le moyen d'étanchéité peut être configuré pour faire étanchéité et/ou pour créer un joint entre le disque et la cage, par exemple lorsque le disque est en position fermée.
Le disque ou la canopée peut être configuré pour se déplacer ou se déformer de manière réversible à une différence de pression prédéterminée entre l'intérieur et l'extérieur du boîtier de batterie pour empêcher une surpression à l'intérieur du boîtier de batterie.
La canopée peut s'étendre radialement depuis la tige, par exemple pour couvrir les passages de fluide.
Avantageusement, le trou est l'un de deux ou plusieurs trous à travers le disque ou la canopée. Chacun des trous peut être couvert par la membrane ou une membrane respective. En outre, la cage peut comprendre une lèvre et/ou un joint. Le joint peut être espacé de la lèvre. Le joint et la lèvre peuvent être configurés pour capturer, en utilisation, une paroi du boîtier de batterie entre eux, par exemple pour fixer de manière étanche la cage dans un trou du boîtier de batterie.
Également, la cage peut comprendre une connexion à baïonnette. La connexion à baïonnette peut avoir deux ou plusieurs brides, chacune d'entre elles pouvant décrire une partie d'une lèvre.
La cage peut comprendre un siège de soupape. L’élément de soupape ou le disque ou la canopée de l'élément de soupape peut s'engager, par exemple de manière étanche, contre le siège de soupape lorsque le disque ou la canopée recouvre les passages de fluide. La cage peut comprendre une pièce d'étanchéité. La pièce d'étanchéité peut comprendre le joint et/ou le siège de soupape. Le joint peut être relié au siège de soupape, par exemple par une ou plusieurs colonnes de pontage.
Le disque ou la canopée peut comprendre une ou plusieurs lèvres d'étanchéité, qui peuvent être configurées pour s'engager dans le siège de soupape. La ou les lèvres d'étanchéité peuvent comprendre une paire de lèvres d'étanchéité, qui peuvent être espacées l'une de l'autre, par exemple la ou les lèvres d'étanchéité peuvent comprendre une paire de lèvres d'étanchéité espacées.
Le joint et/ou le siège de soupape et/ou la partie étanche peuvent être formés intégralement avec la cage, par exemple par un processus de surmoulage. Le joint peut être situé sur un premier côté, par exemple un côté inférieur, de la cage. Le siège de soupape peut être situé sur un deuxième côté, par exemple un côté supérieur, de la cage, qui peut être opposé au premier côté. Les colonnes de pontage peuvent s'étendre à travers la cage.
Le moyen de pression qui pousse le disque vers la position fermée peut être captif entre le disque et le couvercle. Le disque et/ou le couvercle peuvent comprendre un connecteur, par exemple pour se connecter à une extrémité du ressort. Le disque peut comprendre une saillie, qui peut être reçue par une extrémité du moyen de pression. Le couvercle peut comprendre un logement ou une douille, par exemple dans laquelle l'autre des extrémités du moyen de pression peut être reçue. Le logement ou la douille du couvercle peut entourer au moins une partie de la saillie du disque. Par ailleurs, le couvercle peut comprendre une saillie, qui peut être reçue par une extrémité du moyen de pression, et/ou le disque peut comprendre un logement ou une douille, par exemple dans laquelle l'autre des extrémités du moyen de pression peut être reçue et/ou le logement ou la douille du disque peut entourer au moins une partie de la saillie du couvercle.
Pour éviter tout doute, toutes les caractéristiques décrites ici s'appliquent également à tout aspect de l'invention.
Dans le cadre de la présente demande, il est expressément prévu que les divers aspects, modes de réalisation, exemples et alternatives exposés dans les paragraphes précédents, dans les revendications et/ou dans la description et les dessins suivants, et en particulier les caractéristiques individuelles de ceux-ci, peuvent être pris indépendamment ou dans n'importe quelle combinaison. En d'autres termes, tous les modes de réalisation et/ou les caractéristiques de tout mode de réalisation peuvent être combinés de n'importe quelle manière, à moins que ces caractéristiques ne soient incompatibles.
Pour éviter toute ambiguïté, les termes "peut", "et/ou", "par exemple", "par exemple" et tout autre terme similaire utilisés dans le présent document doivent être interprétés comme non limitatifs, de sorte que toute caractéristique ainsi décrite ne doit pas nécessairement être présente. En effet, toute combinaison de caractéristiques optionnelles est expressément envisagée sans s'écarter de la portée de l'invention, que celles-ci soient ou non expressément revendiquées. Le demandeur se réserve le droit de modifier toute revendication déposée à l'origine ou de déposer toute nouvelle revendication en conséquence, y compris le droit de modifier toute revendication déposée à l'origine pour qu'elle dépende de et/ou incorpore toute caractéristique de toute autre revendication bien qu'elle ne soit pas revendiquée à l'origine de cette manière. Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
[Fig. 1 ] la figure 1 illustre un dispositif d'égalisation de pression pour un boîtier de batterie selon un exemple de l'invention ;
[Fig. 2] la figure 2 illustre le dispositif de la figure 1 sans son capot supérieur ;
[Fig. 3] la figure 3 illustre une vue latérale du dispositif de la figure 1 depuis le bas, montrant l'engagement entre le couvercle et la paroi tubulaire ;
[Fig. 4] la figure 4 illustre une vue en perspective du dispositif de la figure 1 depuis le bas ;
[Fig. 5] la figure 5 illustre une vue en coupe du dispositif des figures 6 à 9 ; et
[Fig. 6] la figure 6 illustre une vue en coupe d’un élément de soupape pour un dispositif d'égalisation de pression pour un boîtier de batterie selon un autre exemple de l'invention ;
[Fig. 7] la figure 7 illustre un dispositif d'égalisation de pression pour un boîtier selon un autre exemple de l'invention;
[Fig. 8] la figure 8 illustre une vue en coupe du dispositif de la figure 7.
Description détaillée de l'invention
Différents aspects de différents modes de réalisation selon l’invention sont décrits plus en détail ci-dessous, en faisant référence aux figures 1 à 14 jointes.
Les figures 1 à 5 montrent un dispositif d'égalisation de pression 1 selon un premier exemple, qui est monté sur une paroi de boîtier de batterie 10 (dont une partie seulement est représentée). Le dispositif 1 comprend un axe primaire X, une cage 2, un élément de soupape 3 qui est monté dans la cage 2 et un couvercle 4 qui est monté sur la cage 2. La paroi de boîtier de batterie 10 comprend un trou 11 à l'intérieur duquel le dispositif 1 est monté.
La cage 2 comprend une paroi tubulaire 20, un support central 21 relié à la paroi tubulaire 20 par quatre parois radiales 22. Des passages de fluide 23 sont décrits entre les parois radiales 22, qui assurent une communication fluidique entre l'intérieur de la paroi de boîtier de batterie 10 et l'intérieur de la cage 2.
Deux brides radiales 24 font saillie vers l'extérieur à partir de l'extrémité inférieure de la paroi tubulaire 20. Les brides radiales 24 coopèrent avec deux languettes radiales 12 de la paroi de boîtier de batterie 10 pour fournir une connexion à baïonnette pour fixer le dispositif 1 dans le trou 11 de la paroi de boîtier de batterie 10. Un joint d'étanchéité 25 dépend de la paroi tubulaire 20 et les brides radiales 24 forment ensemble une lèvre, de sorte que la paroi du boîtier de batterie 10 est captive entre la lèvre et le joint 25.
La cage 2 est donc assemblée dans le trou 11 , ce trou étant ménagé sur le dessus de la batterie, avec un système de fixation de tour. Une telle solution permet de libérer au maximum l’espace disponible du trou 11 et ainsi optimiser le flux du fluide au travers des passages de fluide 23 de la cage 2. Un tel profil en configuration de tour à fixer sur la paroi de boîtier de batterie 10 permet donc d’obtenir un débit optimum pour évacuer la pression à l'intérieur de la batterie en dégageant au maximum le trou 11 du boîter de batterie.
Le couvercle 4 entoure la paroi tubulaire 20 de la cage 2 et recouvre son extrémité ouverte. Le couvercle 4 comprend des fentes 40 qui reçoivent des saillies 26 sur la paroi tubulaire 20 pour fournir une connexion entre le couvercle 4 et la paroi tubulaire 20. Plus précisément, la paroi tubulaire 20 comprend un joint 27 autour de son extrémité ouverte et chacune des fentes 40 du couvercle 4 comprend un segment hélicoïdal 41 . Ces segments hélicoïdaux 41 coopèrent avec les saillies 26 de la paroi tubulaire 20 pour rapprocher et éloigner le joint 27 du couvercle 4 lors de la rotation.
En conséquence, la rotation du couvercle 4 dans la direction illustrée par la flèche 42, représentée sur la figure 1 , tire le couvercle 4 plus loin sur la paroi tubulaire 20, créant ainsi une connexion étanche entre eux. Cette configuration peut être avantageuse lorsque le boîtier de la batterie doit être testé sous pression. Plus précisément, la position ouverte servant à la mise à l'air libre/dégazage (fonctionnement normal) et la position fermée pour réaliser le test de fuite d'air à 100% du boîtier de la batterie.
Dans cet exemple, la fixation à baïonnette ne comprend que deux brides 24, mais elle comprend également une paire de butées de verrouillage à ressort 28. Les languettes 12 faisant saillie dans le trou 11 s'étendent sur la majeure partie de la périphérie, de sorte que les butées de verrouillage 28 s'enclenchent en place entre les languettes 12, empêchant ainsi la rotation de la cage 2 lorsque le couvercle 4 est tourné par rapport à celle-ci.
L'élément de soupape 3 comprend une tige 31 reliée au support central 21 et une canopée 32 s'étendant radialement depuis la tige 31 , qui couvre les passages de fluide 23. L'élément de soupape 3 est donc un élément de soupape parapluie 3. La canopée 32 présente préférentiellement une forme bombée, et fabriquée dans un matériau souple afin d’augmenter la tension de fermeture. Selon une variante, la canopée 32 présente une forme plate. L’élément de soupape parapluie 3 peut être fabriqué en matériau amortissant avec une membrane en polytétrafluoroéthylène (PTFE) à haute résistance.
La canopée 32 comprend quatre trous 33 traversant son épaisseur, qui sont recouverts d'une membrane 34. La membrane 34 est perméable aux gaz et imperméable aux liquides pour permettre à l'air de la traverser afin d'égaliser la pression à l'intérieur du boîtier de batterie 10 avec la pression ambiante à l'extérieur du boîtier de batterie 10. De manière préférentielle, la membrane 34 est surmoulée dans l'élément de soupape en parapluie flexible 3. Alternativement, les trous 33 peuvent être recouverts par une membrane 34 respective. Dans certains exemples, la membrane 34 peut être imperméable à l'air et peut être conçue pour fléchir suffisamment pour permettre une certaine égalisation de la pression.
En utilisation, l'air à l'intérieur du boîtier de batterie est égalisé grâce à la transmission de l'air à travers la membrane 34. Si la pression à l'intérieur du boîtier de batterie dépasse un seuil prédéterminé, la canopée 32 de l'élément de soupape parapluie 3 est forcée de fléchir pour s'éloigner des passages de fluide 23. Ainsi, l'air à haute pression peut être expulsé du boîtier de batterie pour éviter une surpression.
En fonctionnement, la présente invention permet ainsi de réaliser deux fonctions d’égalisation de pression. Une première fonction, dite fonction de dégazage, dans laquelle la canopée 32 de l’élément de soupape 3 est déformée par la haute pression provenant de la batterie, ce qui est le cas dans une situation d'emballement thermique (urgence) et dans lequel il faut dégazer sur un laps de temps très court sous peine d’explosion de la batterie.
Une seconde fonction, dite fonction de ventilation, dans laquelle la membrane 34, est comme un filtre qui compense les variations de pression de l'air pour maintenir la pression à l'intérieur de la batterie égale à la pression extérieure. La membrane 34 peut être un tissu technique imperméable (PTFE) aux liquides mais pas à l'air. Par conséquent, la membrane est adaptée pour laisser passer l'air pour des débits réduits, permettant ainsi la fonction de ventilation.
Ainsi, l’élément de soupape 3, de type valve, permet de compenser la variation de pression à l'intérieur de la batterie et de libérer systématiquement la pression (valve de dégazage d'urgence). En d’autres termes, l’élément de soupape 3 permet à la fois de ventiler pour équilibrer la pression interne équivalente à la pression externe, de dégazer pour une pression interne élevée (urgence) dans un court laps de temps, et d'être étanche à une pression d'eau élevée venant de l'extérieur. En se référant maintenant à la figure 6, on voit un élément de soupape 103 selon un deuxième exemple, qui est similaire au premier exemple en ce que des caractéristiques similaires sont marquées par des numéros similaires incrémentés de 100. L’élément de soupape 103 selon cet exemple diffère de celui du premier exemple en ce que la canopée 132 incorpore des nervures de renforcement 135 entourant les trous 133.
Comme le montrent plus clairement la figures 6, la tige 131 comprend une extrémité conique 131 a et une partie rétrécie 131 b. L'élément de valve 103 est monté sur une cage 2 en insérant l'extrémité conique 131 a de la tige 131 dans le support central 21 et en forçant la tige 131 dans le support central 21 jusqu'à ce que l'extrémité conique 131 a dépasse de l'autre extrémité et que le support central 21 soit captif dans la partie rétrécie 131 b. D'autres dispositions sont également envisageables.
En se référant maintenant aux figures 7 et 8, un dispositif d'égalisation de pression 201 selon un autre exemple est montré, qui est similaire au premier exemple en ce que les caractéristiques similaires sont marquées par des nombres similaires incrémentés de 200. Le dispositif d'égalisation de pression 201 selon cet exemple diffère de celui du premier exemple en ce que l'élément de soupape 3 est omis et remplacé simplement par une membrane 234.
Ainsi, dans cet exemple, une seule fonction d'égalisation de la pression est exécutée, à savoir la fonction de ventilation. Plus précisément, la membrane 234 agit comme un filtre qui compense les variations de pression de l'air pour maintenir la pression à l'intérieur de la batterie égale à la pression extérieure. Comme dans les exemples précédents, la membrane 234 est de préférence un tissu technique imperméable (PTFE) aux liquides mais pas à l'air, mais dans d'autres exemples, elle peut être simplement déformable pour égaliser de légères variations de pression. Toutefois, contrairement aux exemples précédents, l'appareil d'égalisation 201 selon cet exemple ne comprend pas la fonction de dégazage. En outre, les fentes 240 comprennent des saillies 243, 244 à chaque extrémité du segment hélicoïdal 241. Ainsi, les saillies 226 sur la paroi tubulaire 220 s'enclenchent lorsque le couvercle 204 est tourné en position fermée et en position ouverte. Les saillies 243, 244 des fentes 240 inhibent, mais n'empêchent pas, la rotation du couvercle 204 hors des positions fermée et ouverte.
Toutefois, la saillie 243 qui retient le couvercle 204 en position ouverte dépasse la saillie 244 qui retient le couvercle 204 en position fermée. Ainsi, la rotation du couvercle 204 hors de la position ouverte nécessite un couple plus important que la rotation hors de la position fermée.
Comme dans le cas précédent, en position fermée, le couvercle est scellé contre le joint 227 autour de l'extrémité ouverte de la paroi tubulaire 220. Cela empêche toute ventilation, par exemple lors d'un test sous pression.
En se référant maintenant aux figures 9 et 10, on voit un dispositif d'égalisation de pression 301 selon un autre exemple, qui est similaire au premier exemple en ce que des caractéristiques similaires sont marquées par des numéros similaires incrémentés de 300. Le dispositif d'égalisation de pression 301 selon cet exemple diffère de celui du premier exemple en ce que l'élément de soupape parapluie 3 est remplacé par un disque 303 et que la rotation du couvercle 304 aligne sélectivement les fenêtres 340, 329 à travers le couvercle 304 et la paroi tubulaire 320.
Le disque 303 présente des trous 333 dans son épaisseur, qui sont recouverts par une membrane surmoulée 334, et une paroi tubulaire 331 fait saillie au centre du disque 303. Le couvercle 304 comporte également une paroi tubulaire dépendante 343, qui est alignée sur la paroi tubulaire 331 du disque 303 et l'entoure. Le dispositif 301 comprend un ressort 305, dont une première extrémité entoure la paroi tubulaire 331 du disque 303 et dont une seconde extrémité est reçue dans la paroi tubulaire 343 du couvercle 304. Le ressort 305 pousse le disque 303 vers une position fermée dans laquelle il recouvre le passage de fluide 323. Dans cet exemple, un matériau d'étanchéité 306 est moulé sur des zones de la cage 302. Plus précisément, le matériau d'étanchéité 306 comprend le joint d'étanchéité 325 qui dépend de la paroi tubulaire 320 ainsi qu’un joint de disque 360 entourant le passage de fluide 323, qui s'engage avec le disque 303 lorsqu'il est en position fermée. Le matériau d'étanchéité 306 comprend également un joint de fenêtre 361 entourant la fenêtre 329 à travers la cage 302.
Par conséquent, le fluide peut passer du boîtier de la batterie à travers le passage de fluide 323, à travers la membrane 334 (ou entre la cage 302 et le disque 303 lorsqu'il est déplacé) et sortir par les fenêtres 329, 340 lorsque le couvercle 304 est en position ouverte (illustré à la figure 16). Cependant, lorsque le couvercle 304 est tourné de manière à ce que les fenêtres 329, 340 ne soient plus alignées, le joint de fenêtre 361 ferme hermétiquement la communication de fluide lors d'un test de fuite d'air à 100% du boîtier de la batterie.
En se référant maintenant aux figures 11 et 12, on voit un dispositif d'égalisation de pression 401 selon un autre exemple, qui est similaire à l'exemple précédent en ce que des caractéristiques similaires sont marquées par des numéros similaires incrémentés de 100. Le dispositif d'égalisation de pression 401 selon cet exemple diffère de celui à l'exemple précédent en ce que les trous 433 traversent une base de la cage 402, tandis que le diamètre du disque 403 correspond au diamètre de la paroi tubulaire 433, et le disque 403 a un joint périphérique 436 qui s'engage de manière étanche dans la base de la cage 402. Ainsi, dans le cas d'une situation de surpression, le disque 403 est déplacé pour révéler un trou central 423a à travers la base de la cage 402.
L'homme du métier appréciera que plusieurs variantes des modes de réalisation précités soient envisageables sans sortir du cadre de l'invention.
Dans toute la description et les revendications de cette spécification, les mots "comprennent" et "contiennent" et leurs variations signifient "y compris mais non limité à", et ils ne sont pas destinés à (et n'excluent pas) d'autres parties, additifs, composants, entiers ou étapes. Dans toute la description et les revendications de cette spécification, le singulier englobe le pluriel, à moins que le contexte ne l'exige autrement. En particulier, lorsque l'article indéfini est utilisé, la spécification doit être comprise comme envisageant la pluralité ainsi que la singularité, à moins que le contexte n'exige autre chose.
Les caractéristiques, nombres entiers, caractéristiques, composés ou groupes décrits en liaison avec un aspect, une réalisation ou un exemple particulier de l'invention doivent être compris comme étant applicables à tout autre aspect, réalisation ou exemple décrit dans le présent document, sauf incompatibilité avec celui-ci. Toutes les caractéristiques divulguées dans la présente spécification (y compris les revendications, l'abrégé et les dessins qui l'accompagnent), et/ou toutes les étapes d'une méthode ou d'un procédé ainsi divulgué, peuvent être combinées selon n'importe quelle combinaison, à l'exception des combinaisons où au moins certaines de ces caractéristiques et/ou étapes sont mutuellement exclusives. L'invention n'est pas limitée aux détails de tous les modes de réalisation précédents. L'invention s'étend à toute nouvelle caractéristique, ou toute nouvelle combinaison, des caractéristiques divulguées dans la présente spécification (y compris les revendications, l'abrégé et les dessins qui l'accompagnent), ou à toute nouvelle caractéristique, ou toute nouvelle combinaison, des étapes de tout procédé ou processus ainsi divulgué.
L'attention du lecteur est dirigée vers tous les papiers et documents qui sont déposés simultanément ou antérieurement à cette spécification en relation avec cette demande et qui sont ouverts à l'inspection publique avec cette spécification, et le contenu de tous ces papiers et documents est incorporé ici par référence.

Claims

REVENDICATIONS Dispositif d'égalisation de pression pour un boîtier de batterie, le dispositif comprenant : une cage décrivant un passage de fluide ; un couvercle monté sur la cage ;et une membrane couvrant le passage de fluide pour égaliser la pression à l'intérieur du boîtier avec la pression ambiante à l'extérieur du boîtier ; dans lequel le couvercle est mobile, en utilisation, entre une configuration ouverte, dans laquelle l'air peut s'échapper, et une configuration fermée, dans laquelle le boîtier est scellé. Dispositif d'égalisation de pression selon la revendication 1 , dans lequel la membrane est perméable aux gaz et imperméable aux liquides pour permettre à l'air de la traverser afin d'égaliser la pression à l'intérieur du boîtier de batterie avec la pression ambiante à l'extérieur du boîtier de batterie. Dispositif d'égalisation de pression selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le couvercle peut être tourné entre les configurations ouverte et fermée. Dispositif d'égalisation de pression selon la revendication 3, dans lequel au moins l'un du couvercle et de la cage comprend une formation inclinée, hélicoïdale ou en forme de vis. Dispositif d'égalisation de pression selon la revendication 4, dans lequel la formation coopère avec une formation sur l'autre du couvercle et de la cage pour provoquer la translation du couvercle par rapport à la cage lorsqu'il est tourné entre les configurations ouverte et fermée. Dispositif d'égalisation de pression de l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le couvercle est vissé entre les configurations ouvertes et fermées. Dispositif d'égalisation de pression de l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif comprend des moyens d'étanchéité sur l'un ou les deux du couvercle et/ou de la cage qui assurent l'étanchéité du boîtier lorsque le couvercle est dans la configuration fermée. Dispositif d'égalisation de pression de l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le couvercle et la cage comprennent chacun une fenêtre, la fenêtre du couvercle est alignée avec la fenêtre de la cage lorsque le couvercle est en position ouverte et la fenêtre du couvercle est désalignée ou décalée par rapport à la fenêtre de la cage lorsque le couvercle est en position fermée. Dispositif d'égalisation de pression selon la revendication 8, dans lequel l'appareil comprend un joint qui est configuré pour sceller la communication fluidique entre les fenêtres lorsque le couvercle est en position fermée. Dispositif d'égalisation de pression de l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif comprend : un élément de soupape couvrant le passage de fluide, l'élément de soupape comprenant un trou à travers son épaisseur et la membrane est fixée à l'élément de soupape et couvre le trou, dans lequel la membrane est configurée pour égaliser, en utilisation, la pression à l'intérieur du boîtier de batterie avec la pression ambiante à l'extérieur du boîtier de batterie tandis que l'élément de soupape est configuré pour se déplacer ou se déformer de manière réversible à une différence de pression prédéterminée entre l'intérieur et l'extérieur du boîtier de batterie pour empêcher une surpression à l'intérieur du boîtier de batterie. Dispositif d'égalisation de pression de la revendication 10, dans lequel la cage comprend un support central et le passage de fluide est l'un de deux ou plusieurs passages de fluide autour du support central, dans lequel l'élément de soupape comprend une tige reliée au support central et une canopée s'étendant radialement depuis la tige pour couvrir les passages de fluide. Dispositif d'égalisation de pression selon la revendication 11 , dans lequel le trou est l'un de deux ou plusieurs trous à travers la canopée, chacun d'eux étant couvert par la membrane ou une membrane respective. Dispositif d'égalisation de pression de l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la cage comprend une lèvre et un joint espacé de la lèvre qui sont configurés pour capturer, en utilisation, une paroi du boîtier de batterie entre eux pour fixer de manière étanche la cage dans un trou du boîtier de batterie. Dispositif d'égalisation de pression selon la revendication 13 lorsqu'elle dépend de la revendication 11 ou la revendication 12, dans lequel le joint est relié au siège de soupape par des colonnes de pontage qui s'étendent à travers la cage. Dispositif d'égalisation de pression selon la revendication 13 ou la revendication 14, dans lequel la cage comprend une connexion à baïonnette avec deux ou plusieurs brides décrivant chacune une partie de la lèvre de la cage.
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