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Abstract

Dans ce système de batteries (1) pour un véhicule automobile, comportant un compartiment (4) contenant des cellules électrochimiques (2) connectées électriquement entre elles par au moins un composant électriquement conducteur (31), au moins un moyen de rupture (51) permet de rompre ce composant électriquement conducteur (31) lors d'un choc.

Description

SYSTEME DE BATTERIES DE VEHICULE COMPORTANT UN DISPOSITIF DE COUPURE ELECTRIQUE ANTICHOC La présente invention se rapporte à un système de batteries d'un véhicule, ainsi qu'à un véhicule équipé d'un tel système. Plus particulièrement, l'invention concerne un système de batteries comportant un dispositif de coupure électrique assurant une protection antichoc contre les risques de courts-circuits lors d'un choc avec un élément extérieur à ce système.
L'invention appartient au domaine des batteries de stockage d'énergie électrique dans un véhicule. Un système de batteries est généralement composé d'un compartiment constituant une enceinte fermée dans laquelle sont disposées des cellules (ou modules) électrochimiques reliées électriquement par des composants électriquement conducteurs, tels que des bus-bars. Ces modules sont particulièrement sensibles aux efforts de compression subis par exemple lors d'un choc avec un élément extérieur. De tels efforts de compression peuvent entraîner des courts-circuits internes et une forte élévation de la température de ces cellules. A la suite de cette forte élévation de la température, les cellules peuvent alors émettre une quantité importante de liquides ou gaz chauds sous pression qui sont toxiques et/ou inflammables. On peut ainsi avoir un départ d'incendie dans le compartiment contenant les cellules électrochimiques, qui peut par la suite se propager au reste du véhicule.
Il est connu pour l'homme du métier de rompre la liaison électrique entre les cellules électrochimiques lors d'un choc, de manière à arrêter la circulation d'énergie entre ces cellules électrochimiques ce qui limite considérablement les risques de courts-circuits. On connaît, par exemple, par le document WO 2008/076040 Al un mécanisme d'interruption électrique dans une batterie de modules électrochimiques, ce mécanisme étant activé par un système électronique de détection pour rompre la liaison électrique entre ces modules lors d'un choc. Ainsi, la circulation d'énergie entre les modules électrochimiques est stoppée.
Cependant, les dispositifs connus présentent l'inconvénient d'être lourds, encombrants et nécessitent un pilotage électronique coûteux. La présence d'un système électronique induit par ailleurs des risques de non déclenchement ou de déclenchement intempestif non désiré en cas de défaillance de ce système électronique. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités au moyen d'un dispositif ne nécessitant pas de système électronique pour son activation. Dans ce but, la présente invention propose un système de batteries d'un véhicule comportant un compartiment contenant des cellules électrochimiques connectées électriquement entre elles par au moins un composant électriquement conducteur. Ce système de batteries est remarquable en ce qu'il contient au moins un moyen de rupture pour rompre ce composant électriquement conducteur lors d'un choc. Ainsi, la liaison électrique entre les cellules électrochimiques est rompue lors d'un choc, ce qui permet d'arrêter la circulation d'énergie entre ces cellules électrochimiques et donc de limiter considérablement les risques de courts-circuits. Selon une caractéristique particulière, le compartiment est compressible. Cette caractéristique permet de protéger les cellules électrochimiques lors d'un choc en absorbant par déformation une partie de l'énergie de ce 20 choc. Selon une caractéristique particulière, le moyen de rupture est disposé de façon à venir en contact du composant électriquement conducteur lors d'un choc. Cela permet d'utiliser l'énergie du choc pour rompre ce composant 25 électriquement conducteur avec le moyen de rupture. Selon une caractéristique particulière, ce composant électriquement conducteur est de type bus-bar. Selon une caractéristique particulière, le composant électriquement conducteur comporte au moins une zone de faiblesse adaptée à se rompre 30 lors d'un choc à l'endroit du contact du moyen de rupture avec le composant électriquement conducteur. Cette zone de faiblesse permet de favoriser la rupture du composant lors du contact avec la pointe de rupture. Selon une caractéristique particulière, le moyen de rupture est 35 constitué d'un matériau électriquement non conducteur.
Cette caractéristique permet d'éviter que l'énergie électrique ne transite par le moyen de rupture à la suite de la rupture du composant électriquement conducteur et réduit donc les risques de courts-circuits. Selon un mode particulier de réalisation, le moyen de rupture est disposé sur le pourtour intérieur du compartiment du système de batterie. Ce mode de réalisation présente l'avantage d'actionner le moyen de rupture lors d'un déplacement relatif entre ce compartiment et le composant électriquement conducteur. Selon un autre mode de réalisation, le moyen de rupture est disposé sur le pourtour extérieur d'une cellule électrochimique. Cet autre mode de réalisation présente l'avantage d'actionner le moyen de rupture lors d'un déplacement relatif entre une cellule électrochimique et le composant électriquement conducteur. Dans le même but que celui indiqué plus haut, l'invention a aussi pour objet un véhicule comprenant un système de batteries qui comporte l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples nullement limitatifs et en référence aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : - la figure 1A présente schématiquement les constituants d'un système de batteries conforme à l'invention selon un premier mode particulier de réalisation ; - la figure 1B est un schéma illustrant l'invention suivant ce premier mode de réalisation lors d'un choc avec un élément extérieur ; - la figure 2A représente schématiquement les constituants d'un système de batteries conforme à l'invention selon un deuxième mode particulier de réalisation ; - la figure 2B est un schéma illustrant l'invention suivant ce deuxième mode de réalisation lors d'un choc avec un élément extérieur. Les figures 1A et 1B présentent un système de batteries 1 comportant un compartiment 4 qui constitue une enceinte fermée pour des cellules électrochimiques 2 permettant de stocker et de restituer de l'énergie électrique, par exemple dans un véhicule.
Avantageusement, le compartiment 4 est compressible, de manière à protéger les cellules électrochimiques lors d'un choc en absorbant par déformation une partie de l'énergie de ce choc. Au moins un composant électriquement conducteur 31 permettant de faire circuler l'énergie électrique entre les cellules électrochimiques 2 est disposé dans ce compartiment 4. Ce composant 31 est par exemple de type bus-bar, mais tout autre élément permettant la propagation d'énergie électrique peut également être employé. Le compartiment 4 contient également au moins un moyen de rupture 51, tel qu'une pointe, un axe, une lame ou tout autre élément rigide saillant, disposé sur son enveloppe intérieure, en regard du composant électriquement conducteur 31. Ce moyen 51 peut par exemple être réalisé dans l'enveloppe même du compartiment, par ajout de matière ou par déformation de l'enveloppe, ou encore constitué d'un élément fixé sur cette enveloppe intérieure. Ainsi, lors d'un choc illustré par la figure 1 B, par déplacement relatif du compartiment 4 et du composant 31, le moyen de rupture 51 vient en contact du composant 31. L'énergie du choc, permet alors de rompre le composant 31 et de stopper la circulation d'énergie électrique entre les cellules électrochimiques 2 et réduit ainsi les risques de courts-circuits consécutifs au choc. Avantageusement, le moyen de rupture 51 est électriquement non conducteur. On évite ainsi que l'énergie électrique ne transite par le moyen 51 à la suite de la rupture du composant 31.
Afin de favoriser la rupture du composant 31, au moins une zone de faiblesse 61, présentant une résistance mécanique moindre, peut être aménagée dans ce composant en regard du moyen de rupture 51. Ainsi, la rupture du composant 31 sera favorisée lors du contact avec le moyen 51. Dans un deuxième mode de réalisation, illustré par les figures 2A et 30 2B, au moins un composant électriquement conducteur 32 permettant de faire circuler l'énergie électrique entre les cellules électrochimiques 2 est disposé entre deux cellules électrochimiques. Au moins un moyen de rupture 52, du même type que celui décrit précédemment, est disposé sur le pourtour d'une cellule électrochimique, en 35 regard de ce composant 32. Un tel moyen de rupture peut par exemple être obtenu par un procédé, bien connu en soi, de formage du matériau, par exemple plastique, utilisé pour la réalisation de la paroi de la cellule 2, par exemple par soufflage, ou peut encore être constitué d'un élément fixé sur cette paroi. Lors d'un choc illustré par la figure 2B, par déplacement relatif de la cellule électrochimique 2 et du composant 32, le moyen de rupture 52 vient en contact du composant 32. L'énergie du choc permet alors de rompre le composant 32 et de stopper la circulation d'énergie électrique entre les cellules électrochimiques 2. De manière analogue au mode de réalisation décrit précédemment, afin de favoriser la rupture du composant 32, au moins une zone de faiblesse 62 peut être aménagée dans ce composant 32 en regard du moyen de rupture 52. Ainsi, la rupture du composant 32 sera favorisée lors du contact avec le moyen 52. Ainsi l'invention permet, avec un encombrement et une masse réduits, d'assurer la sécurisation d'un système de batteries lors d'un choc en stoppant le transfert d'énergie électrique entre les cellules électrochimiques. Le moyen de rupture permet de rompre un composant électriquement conducteur reliant les cellules électrochimiques pour limiter les risques de courts-circuits, sans emploi d'un système électronique.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Système de batteries (1) pour un véhicule automobile, comportant un compartiment (4) contenant des cellules électrochimiques (2) connectées électriquement entre elles par au moins un composant électriquement conducteur (31 ; 32), le système de batteries étant caractérisé en ce qu'il contient au moins un moyen de rupture (51 ; 52) pour rompre ledit composant électriquement conducteur (31 ; 32) lors d'un choc.
  2. 2. Système de batteries (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le compartiment (4) est compressible.
  3. 3. Système de batteries (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit moyen de rupture (51 ; 52) est disposé de façon à venir en contact dudit composant électriquement conducteur (31 ; 32) lors d'un choc.
  4. 4. Système de batteries (1) selon l'une quelconque des 15 revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit composant électriquement conducteur (31 ; 32) est de type bus-bar.
  5. 5. Système de batteries (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit composant électriquement conducteur (31 ; 32) comporte au moins une zone de 20 faiblesse (61 ; 62) adaptée à se rompre lors d'un choc à l'endroit du contact dudit moyen de rupture (51 ; 52) avec ledit composant (31 ; 32).
  6. 6. Système de batteries (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit moyen de rupture (51 ; 52) est constitué d'un matériau électriquement non conducteur. 25
  7. 7. Système de batteries (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit moyen de rupture (51) est disposé sur le pourtour intérieur dudit compartiment (4).
  8. 8. Système de batteries (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit moyen de rupture (52) est 30 disposé sur le pourtour extérieur d'une cellule électrochimique (2).
  9. 9. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un système de batteries selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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