FR3157681A1 - Plancher pour module de batterie - Google Patents

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William Pommery
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Abstract

L’invention concerne un plancher (10) pour module de batterie comprenant plusieurs cellules (4), le plancher (10) comprenant une paroi (12) et des espaces de réception (14) qui sont répartis sur la paroi (12) et destinés à recevoir des cellules (4), caractérisé en ce que dans chaque espace de réception (14), la paroi (12) comporte une zone d’affaiblissement localisé (20) formant un opercule (15), configuré pour céder lorsque la pression (P) exercée sur la paroi (12) dépasse un seuil (S). L’invention concerne également un ensemble (1). L’invention concerne également un procédé de mise en œuvre du plancher (10). Figure 8

Description

Plancher pour module de batterie
La présente invention concerne un plancher pour module de batterie comprenant plusieurs cellules. L’invention concerne également un ensemble comprenant un module de batterie, un plancher, et de la colle.
Le domaine de l’invention est celui des planchers pour module de batterie, dans tous secteurs d’activité, en particulier dans le secteur automobile.
 Art antérieur
Un module de batterie électrique peut être conçu pour équiper un véhicule, un équipement industriel, agricole, domestique, ou toute autre application.
En cas de dysfonctionnement d’une cellule de batterie, du type court-circuit, la cellule va produire du gaz et monter en pression. Il est impératif de relâcher la pression pour éviter un accident.
Le but de la présente invention est de proposer un plancher de véhicule remédiant au problème ci-dessus.
A cet effet, l’invention a pour objet un plancher pour module de batterie comprenant plusieurs cellules, le plancher comprenant une paroi et des espaces de réception qui sont répartis sur la paroi et destinés à recevoir des cellules, caractérisé en ce que dans chaque espace de réception, la paroi comporte une zone d’affaiblissement localisé formant un opercule, configuré pour céder lorsque la pression exercée sur la paroi dépasse un seuil.
Ainsi, l’invention permet d’améliorer la sécurité du module de batterie. En cas de dysfonctionnement et montée en pression d’une cellule de batterie, la pression dans la cellule va pouvoir être relâchée.
Selon d’autres caractéristiques avantageuses du plancher selon l’invention, prises isolément ou en combinaison :
- La zone d’affaiblissement localisé comporte un évidement formé sur une face inférieure de la paroi.
- La zone d’affaiblissement localisé comporte une amorce de rupture.
- Dans chaque espace de réception, la paroi comporte une cavité dimensionnée pour retenir une quantité prédéterminée de colle.
- La cavité s’étend dans la paroi selon une direction radiale externe jusqu’à l’amorce de rupture.
- La paroi est sensiblement plane et présente une épaisseur comprise entre 2 millimètres entre les espaces de réception, et 0.5 millimètres dans les zones d’affaiblissement localisé.
L’invention concerne également un ensemble comprenant :
- un module de batterie comprenant plusieurs cellules ;
- un plancher tel que décrit ci-dessus ; et
- une colle disposée entre le plancher et les cellules positionnées dans les espaces de réception.
Selon un mode de réalisation avantageux, la cellule comporte une face inférieure munie d’une amorce de rupture, qui est disposée en regard de la zone d’affaiblissement localisé formée sur la paroi dans l’espace de réception.
De préférence, dans chaque espace de réception, la paroi comporte une cavité dimensionnée pour retenir une quantité prédéterminée de colle. Pour certains espaces de réception voisins, au moins les trois paramètres suivants :
- la géométrie des cavités,
- l'espacement entre deux cellules voisines, et
- la quantité de colle déposée dans les cavités,
sont configurés de sorte que la colle remonte entre deux cellules voisines.
L’invention a également pour objet un procédé de mise en œuvre d’un plancher tel que décrit ci-dessus. Le procédé est caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
a) fabriquer le plancher ;
b) disposer de la colle dans les espaces de réception ;
c) disposer les cellules dans les espaces de réception, avec la colle interposée entre la paroi et les cellules.
d) une fois le module de batterie en service, dans chaque espace de réception pourvu d’une cellule :
- lorsque la pression exercée sur la paroi est inférieure au seuil, l’opercule reste en place ; et
- lorsque la pression exercée sur la paroi dépasse le seuil, l’opercule cède de sorte que la pression décroît.
 Description des figures
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
FIG. 1est une vue en perspective du plancher selon l’invention.
FIG. 2est une vue analogue à laFIG. 1, à plus grande échelle, montrant un coin du plancher.
FIG. 3est une vue analogue à laFIG. 2, avec une section traversant deux espaces de réception.
FIG. 4est une autre vue en perspective avec une section transverse, montrant un ensemble selon l’invention, comprenant le plancher et trois cellules disposées sur le plancher, le plan de section contenant les axes verticaux des cellules.
FIG. 5est une section transverse montrant un opercule.
FIG. 6est une vue analogue à laFIG. 3, montrant la cellule et l’opercule fermé.
FIG. 7est une vue analogue à laFIG. 6, montrant la cellule et l’opercule ouvert.
FIG. 8est une section transverse montrant la cellule et l’opercule ouvert, comme sur laFIG. 7.
FIG. 9est une vue à plus grande échelle du détail IX sur laFIG. 4.
FIG. 10est une vue à plus grande échelle du détail X sur laFIG. 4.
 Description détaillée de l’invention
Les figures 1 à 8 décrivent un ensemble (1) conforme à l’invention, comprenant un module de batterie (2), un plancher (10) conçu pour supporter le module de batterie (2), et de la colle (6) disposée entre le plancher (10) et le module de batterie (2).
Le module de batterie (2) comprend plusieurs cellules (4), généralement plusieurs dizaines de cellules (4).
Le plancher (10) comprend une paroi (12) et deux bordure (13) disposées perpendiculairement à la paroi (12). Le plancher (10) peut être en matériau polymère, par exemple en polypropylène, chargé ou non, ou en tout autre matériau adapté à l’application visée.
Le plancher (10) comprend des espaces de réception (14) répartis sur la paroi (12) et destinés à recevoir les cellules (4). Dans chaque espace de réception (14), la paroi (12) comporte une zone d’affaiblissement localisé (20) formant un opercule (15), configuré pour céder lorsque la pression (P) exercée sur la paroi (12) dépasse un seuil (S).
L’opercule (15) fonctionne comme un fusible mécanique. Le seuil (S) de pression (P) est défini en fonction des caractéristiques géométriques de la zone d’affaiblissement localisé (20). En particulier, l’opercule (15) est configuré pour céder sous la pression (P) du dégazage d’une cellule (4) collée sur la paroi (12) dans l’espace (14), au dessus de l’opercule (15).
La paroi (12) est sensiblement plane. La paroi (12) présente une épaisseur (e12) maximale entre les espaces de réception (14) et minimale dans les zones d’affaiblissement localisé (20). A titre d’ordre de grandeur, la paroi (12) peut présenter une épaisseur (e12) d’environ 2 millimètres entre les espaces de réception (14) et environ 0.5 millimètres dans les zones d’affaiblissement localisé (20), en fonction de la nuance de matériau retenue.
La zone d’affaiblissement localisé (20) comporte un creux (25) cylindrique et un évidement (26) annulaire, formés sur une face inférieure de la paroi (12). L’évidement (26) est localisé en bordure externe du creux (25) et est plus profond que le creux (25). L’évidement (16) a un fond arrondi sur l’extérieur et tronconique sur l’intérieur. La zone d’affaiblissement localisé (20) comporte également une amorce de rupture (27), qui s’étend selon un profil cylindrique, depuis l’évidement (26) sur la face inférieure jusqu’ à la face supérieure de la paroi (12). L’amorce de rupture (27) facilite le détachement de l’opercule (15) par rapport au reste de la paroi (12), lors la pression (P) dépasse le seuil (S).
Dans chaque espace de réception (14), la paroi (12) comporte une cavité (16) dimensionnée pour retenir une quantité prédéterminée de colle (6). La cavité (16) s’étend dans la paroi (12) selon une direction radiale externe jusqu’à l’amorce de rupture (27). La cavité (16) a un fond arrondi sur l’extérieur et tronconique sur l’intérieur, du côté de l’amorce (27).
Chaque espace (14) présente un axe central de symétrie (A14). L’opercule (15), la cavité (16), la zone (20) et ses éléments (25, 26, 27) sont symétriques par rapport à l’axe (A14).
Chaque cellule (4) comporte une paroi cylindrique (41), une face supérieure (42) et une face inférieure (43), qui vient reposer sur le plancher (10). La face inférieure (43) comporte une partie fixe (44) positionnée sur la cavité (16) et la colle (6). La face inférieure (43) comporte également une partie mobile (45) positionnée sur l’opercule (15). Une amorce de rupture (46) est formée entre la partie fixe (44) et la partie mobile (45). L’amorce (46) est disposée en regard de la zone d’affaiblissement localisé (20), plus précisément en regard de l’amorce (27).
Le procédé de mise en œuvre du plancher (10) comprend plusieurs étapes successives. Dans une étape a), on fabrique le plancher (10), selon une ou plusieurs techniques adaptées. Dans une étape b), on dispose de la colle (6) dans les cavités (16) des espaces de réception (14), par exemple par dépose d’un cordon de colle (6) continu en serpentin. Dans une étape c), on dispose les cellules (4) dans les espaces de réception (14), avec la colle (6) interposée entre la paroi (12) et les cellules (4). Les faces inférieures (43) des cellules (4) viennent écraser le cordon de colle (6), de sorte que le surplus de colle (6) est chassé dans les cavités (16) réceptrices. Ainsi, une liaison rigide se crée entre le plancher (10) et la cellule (4). En pratique, le procédé peut être modifié sans sortir du cadre de l’invention, tel que défini par les revendications.
Une fois le module de batterie (2) en service, dans chaque espace de réception (14) pourvu d’une cellule (4) :
- lorsque la pression (P) exercée sur la paroi (12) est inférieure au seuil (S), l’opercule (15) reste en place, comme sur les figures 4, 5, 6, 9 et 10 ; et
- lorsque la pression (P) exercée sur la paroi (12) dépasse le seuil (S), l’opercule (15) cède de sorte que la pression décroît, comme sur les figures 7 et 8. L’opercule (15) cède généralement sur un côté, et pas sur toute sa circonférence.
Comme visible sur les figures 2 et 9, pour certains espaces de réception (14) voisins, la colle (6) remonte entre deux cellules (4) voisines et crée une liaison rigide entre ces cellules (4), ce qui renforce la rigidité de l’ensemble (1). Cette remontée de colle (6) est obtenue en optimisant plusieurs paramètres, notamment les paramètres suivants :
- la géométrie des cavités (16),
- l'espacement entre deux cellules (4) voisines, et
- la quantité de colle (6) déposée dans les cavités (16).
Comme visible sur les figures 2 et 10, pour d’autres espaces de réception (14) voisins, la colle (6) ne crée pas de liaison rigide entre deux cellules (4) voisines.
En pratique, le plancher (10) décrit ci-dessus permet d’assurer plusieurs fonctions avantageuses :
- supporter les cellules (4) du module de batterie (2) ;
- garantir une fonction de fusible localisé avec les opercules (15) ;
- assurer la rétention de la colle (6) ;
- optimiser le positionnement de la colle (6) par rapport à l’opercule (15) et la cellule (4).
L’ensemble (1), le module de batterie (2) et le plancher (10) peuvent être conformés différemment des figures 1 à 10 sans sortir du cadre de l’invention, qui est défini par les revendications.
En outre, les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation et variantes mentionnés ci-dessus peuvent être, en totalité ou pour certaines d’entre elles, combinées entre elles. Ainsi, le plancher (10) peut être adapté en termes de coût, de fonctionnalités et de performance.

Claims (10)

  1. Plancher (10) pour module de batterie (2) comprenant plusieurs cellules (4), le plancher (10) comprenant une paroi (12) et des espaces de réception (14) qui sont répartis sur la paroi (12) et destinés à recevoir des cellules (4), caractérisé en ce que dans chaque espace de réception (14), la paroi (12) comporte une zone d’affaiblissement localisé (20) formant un opercule (15), configuré pour céder lorsque la pression (P) exercée sur la paroi (12) dépasse un seuil (S).
  2. Plancher (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone d’affaiblissement localisé (20) comporte un évidement (26) formé sur une face inférieure de la paroi (12).
  3. Plancher (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes 1 ou 2, caractérisé en ce que la zone d’affaiblissement localisé (20) comporte une amorce de rupture (27).
  4. Plancher (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes 1 à 3, caractérisé en ce que dans chaque espace de réception (14), la paroi (12) comporte une cavité (16) dimensionnée pour retenir une quantité prédéterminée de colle (6).
  5. Plancher (10) selon les revendications 3 et 4 prises en combinaison, caractérisé en ce que la cavité (16) s’étend dans la paroi (12) selon une direction radiale externe jusqu’à l’amorce de rupture (27).
  6. Plancher (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes 1 à 5, caractérisé en ce que la paroi (12) est sensiblement plane et présente une épaisseur (e12) comprise entre :
    - 2 millimètres entre les espaces de réception (14), et
    - 0.5 millimètres dans les zones d’affaiblissement localisé (20).
  7. Ensemble (1) comprenant :
    - un module de batterie (2) comprenant plusieurs cellules (4) ;
    - un plancher (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes 1 à 6 ; et
    - une colle (6) disposée entre le plancher (10) et les cellules (4) positionnées dans les espaces de réception (14).
  8. Ensemble (1) selon la revendication précédente 7, caractérisé en ce que la cellule (4) comporte une face inférieure (43) munie d’une amorce de rupture (46), qui est disposée en regard de la zone d’affaiblissement localisé (20) formée sur la paroi (12) dans l’espace de réception (14).
  9. Ensemble (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes 7 ou 8, caractérisé en ce que dans chaque espace de réception (14), la paroi (12) comporte une cavité (16) dimensionnée pour retenir une quantité prédéterminée de colle (6), et en ce que pour certains espaces de réception (14) voisins, au moins les trois paramètres suivants :
    - la géométrie des cavités (16),
    - l'espacement entre deux cellules (4) voisines, et
    - la quantité de colle (6) déposée dans les cavités (16),
    sont configurés de sorte que la colle (6) remonte entre deux cellules (4) voisines.
  10. Procédé de mise en œuvre d’un plancher (10) selon l’une des revendications précédentes 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
    a) fabriquer le plancher (10) ;
    b) disposer de la colle (6) dans les espaces de réception (14) ;
    c) disposer les cellules (4) dans les espaces de réception (14), avec la colle (6) interposée entre la paroi (12) et les cellules (4).
    d) une fois le module de batterie (2) en service, dans chaque espace de réception (14) pourvu d’une cellule (4) :
    - lorsque la pression (P) exercée sur la paroi (12) est inférieure au seuil (S), l’opercule (15) reste en place ; et
    - lorsque la pression (P) exercée sur la paroi (12) dépasse le seuil (S), l’opercule (15) cède de sorte que la pression (P) décroît.
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