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Patent 2667410 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2667410
(54) English Title: ELECTRIC BATTERY COMPRISING A MECHANICAL AND THERMAL CONDITIONING SYSTEM
(54) French Title: BATTERIE ELECTRIQUE COMPRENANT UN SYSTEME DE CONDITIONNEMENT MECANIQUE ET THERMIQUE
Status: Dead
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • H01M 2/00 (2006.01)
  • H01M 10/625 (2014.01)
  • H01M 10/655 (2014.01)
(72) Inventors :
  • GABEN, FABIEN (France)
  • BEIGNET, CLAUDE (France)
  • DOUARRE, ALAIN (France)
(73) Owners :
  • DOW KOKAM FRANCE SAS (France)
(71) Applicants :
  • SOCIETE DE VEHICULES ELECTRIQUES (France)
(74) Agent: SMART & BIGGAR
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2007-10-19
(87) Open to Public Inspection: 2008-05-22
Examination requested: 2012-09-14
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2007/001734
(87) International Publication Number: WO2008/059123
(85) National Entry: 2009-04-23

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
0609949 France 2006-11-14

Abstracts

English Abstract

The invention relates to an electric battery including a plurality of electric power generating members and a system for the mechanical and thermal conditioning of said members, said system including a single-block structural body (1) in which housings (2) are formed each for receiving one member, said housings having at least one inner area for contact with a member, said contact area being continuous and having a geometry adapted for the contact between said area and the periphery of said member, said body further including cavities (5) each extending about a contact area wherein said conditioning system further includes a device for recirculating a thermal conditioning fluid into said cavities in order to ensure the thermal conditioning of said members.


French Abstract

L'invention concerne une batterie électrique comprenant une pluralité d'éléments générateurs d'énergie électrique et un système de conditionnement mécanique et thermique desdits éléments, ledit système comprenant un corps structurel monobloc (1) dans lequel des logements (2) sont formés pour recevoir chacun un élément, lesdits logements présentant au moins une zone interne de contact avec un élément, ladite zone de contact étant continue et possédant une géométrie adaptée pour assurer un contact entre ladite zone et la périphérie dudit élément, ledit corps comprenant en outre des chambres (5) qui s'étendent chacune toute autour d'une zone de contact, ledit système de conditionnement comprenant en outre un dispositif permettant la mise en circulation dans lesdites chambres d'un fluide de conditionnement thermique de sorte à assurer le conditionnement thermique desdits éléments.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.




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REVENDICATIONS


1. Batterie électrique comprenant une pluralité d'éléments générateurs
d'énergie électrique et un système de conditionnement mécanique et thermique
desdits éléments, ledit système comprenant un corps structurel monobloc (1)
dans lequel des logements (2) sont formés pour recevoir chacun un élément,
lesdits logements présentant au moins une zone interne de contact avec un
élément, ladite zone de contact étant continue et possédant une géométrie
adaptée pour assurer un contact entre ladite zone et la périphérie dudit
élément, ledit corps comprenant en outre des chambres (5) qui s'étendent
chacune toute autour d'une zone de contact, ledit système de conditionnement
comprenant en outre un dispositif permettant la mise en circulation dans
lesdites chambres d'un fluide de conditionnement thermique de sorte à assurer
le conditionnement thermique desdits éléments.


2. Batterie électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les
zones de contact présentent une hauteur sensiblement égale à celle de la
périphérie de l'élément.


3. Batterie électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que
les
chambres (5) présentent une hauteur inférieure ou égale à celle des zones de
contact.


4. Batterie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisée en ce que le corps (1) est réalisé en matériau métallique, un
film
continu d'isolation électrique étant interposé entre la zone de contact et la
périphérie des éléments de sorte à assurer le contact au travers dudit film.


5. Batterie électrique selon la revendication 4, caractérisée en ce que le
matériau isolant présente en outre des propriétés d'adhésion entre le corps
(1)
et les éléments.



16

6. Batterie électrique selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que
les
éléments reposent sur un anneau (6) d'isolation électrique, ledit anneau étant

disposé dans le fond de chaque logement (2).


7. Batterie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
caractérisée en ce que les chambres (5) communiquent latéralement entre
elles, lesdites chambres étant ouvertes dans la base du corps (1) et fermées
en
partie supérieure.


8. Batterie électrique selon la revendication 7, caractérisée en ce que le
dispositif permettant la mise en circulation du fluide comprend un lit de
fluide (7)
qui est prévu sur la base du corps (1) de sorte à alimenter les chambres (5)
en
fluide.


9. Batterie électrique selon la revendication 8, caractérisée en ce que le lit
de
fluide (7) est formé entre le corps (1) et une plaque inférieure (9) qui est
assemblée sur la base du corps (1), ladite plaque étant agencée pour former
des canaux d'alimentation en fluide depuis le lit (7) dans les chambres (5).


10. Batterie électrique selon la revendication 9, caractérisée en ce que la
plaque inférieure (9) comprend en outre des capillaires ascendants (12) qui
sont en communication avec le lit de fluide (7), un capillaire (12) étant
introduit
dans une chambre (5) de sorte à former canal d'alimentation en fluide de
ladite
chambre.


11. Batterie électrique selon la revendication 10, caractérisée en ce que les
capillaires (12) présentent une épaisseur et une hauteur inférieures à celles
des
chambres (5) de sorte à permettre la libération du fluide en partie supérieure

desdites chambres.


12. Batterie électrique selon la revendication 11, caractérisée en ce que la
périphérie des capillaires (12) est pourvue d'ailettes qui sont en contact
avec la


17

paroi de la chambre (5) de sorte à assurer le maintien radial desdits
capillaires
dans lesdites chambres.

13. Batterie électrique selon l'une quelconque des revendications 9 à 12,
caractérisée en ce que le dispositif de mise en circulation du fluide comprend

en outre une plaque supérieure (13) qui est interposée entre la base du corps
(1) et la plaque inférieure (9), ladite plaque supérieure étant agencée pour
former un circuit de récupération (14) du fluide provenant des chambres (5).

14. Batterie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13,
caractérisée en ce qu'un orifice débouchant (11) est formé dans la base de
chaque logement (2).

15. Batterie électrique selon la revendication 14, caractérisée en ce que les
plaques (9, 13) sont associées au corps (1) par l'intermédiaire de rivets (15)
qui
sont fixés respectivement sur la périphérie d'un orifice (11).

16. Batterie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 15,
caractérisée en ce que les logements (2) sont ouverts en partie supérieure de
sorte à permettre l'introduction des éléments, lesdites ouvertures étant
fermées
par une coque supérieure (3, 4).

17. Batterie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 16,
caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens d'interconnexion
électrique des éléments et des moyens de contrôle électronique de l'énergie
électrique, lesdits moyens étant disposés sur la partie supérieure du corps.

18. Batterie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 17,
caractérisée en ce que les logements (2) présentent une géométrie cylindrique
et un agencement hexagonal compact.


18

19. Batterie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 18,
caractérisée en ce que le nombre d'éléments est inférieur ou égal au nombre
de logements (2).

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.



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Batterie électrique comprenant un système de conditionnement mécanique et
thermique

L'invention concerne une batterie électrique qui est notamment destinée à la
traction de véhicule automobile électrique, ou hybride c'est-à-dire comprenant
un moteur électrique d'entraînement des roues motrices combiné avec un
moteur thermique d'entraînement des mêmes ou éventuellement d'autres roues
motrices.

Pour garantir les niveaux de puissance et d'énergie requis pour les
applications
de véhicules électriques ou véhicules hybrides, il est nécessaire de créer des
batteries comprenant une pluralité d'éléments générateurs d'énergie
électrique.
Lorsque ces éléments sont chargés et déchargés, il en résulte une production
de chaleur qui, lorsqu'elle n'est pas contrôlée, peut avoir pour effet de
diminuer
la durée de vie des éléments, voire donner lieu dans des conditions extrêmes,
à
des risques d'emballement thermique pour certaines compositions chimiques
d'éléments, conduisant à la détérioration de la batterie.

L'énergie qu'une batterie est capable de fournir dépend de l'équilibrage en
énergie des différents éléments ainsi que de leur température de
fonctionnement. En effet, l'énergie qu'est capable de délivrer un élément
augmente avec la température et lorsqu'il existe des différences de niveaux
d'énergie disponible dans chacun des éléments, pour une même batterie, alors
la batterie est dite déséquilibrée. Ce déséquilibre affecte fortement les
performances de la batterie tant en durée de vie qu'en densité d'énergie
moyenne car l'énergie totale que peut délivrer une batterie est toujours
limitée
par l'énergie de l'élément le moins chargé, et l'énergie totale chargée est
par
ailleurs limitée par l'élément le plus chargé.

Ces différences de niveau d'énergie entre les éléments, causant le
déséquilibre, peuvent être dues soit à des différences entre les propriétés
électriques des éléments, soit à des variations de température de
fonctionnement entre ces éléments. Lorsqu'un élément d'une batterie est moins
chargé que les autres, un risque d'inversion peut alors apparaître pour les
faibles états de charge.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)


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Par ailleurs, les compositions chimiques des batteries de type Lithium-ion
sont
plus ou moins stables. Lorsqu'elles sont sollicitées dans des conditions
extrêmes, un emballement thermique peut apparaître. Pour les batteries de
fortes dimensions qui sont nécessaires aux véhicules à dominante électrique,
ce risque est critique, car si l'emballement thermique d'un élément se propage
à
l'ensemble de la batterie, l'énergie impliquée par cet emballement devient
très
élevée.

Afin d'optimiser les performances et la durée de vie des batteries, des
systèmes
de conditionnement thermique des éléments ont donc été intégrés dans les
batteries.

En particulier, on a proposé des systèmes de refroidissement utilisant une
circulation d'air comme source froide. Bien que de nombreux efforts aient été
réalisés pour tenter de garantir par ce moyen une distribution de température
la
plus homogène possible au sein de la batterie, il n'en demeure pas moins que
de tels systèmes n'assurent pas un refroidissement homogène des éléments de
batterie sollicités en puissance, comme c'est notamment le cas dans des
applications destinées aux véhicules électriques et hybrides connectables sur
le
réseau électrique (plug-in en anglais).

Les pics de dissipation thermiques sont très grands et sont fonction des
densités de courant et de leurs variations qui, pour des applications
particulières, peuvent atteindre des valeurs très élevées, notamment lors des
phases de fortes accélérations, de freinages régénératifs, de recharge rapide
de la batterie ou de fonctionnement autoroutier en mode électrique.

Pour de telles conditions d'utilisation, les débits d'air nécessaires pour
refroidir
les éléments de batterie ne peuvent être atteints qu'au détriment d'un
espacement significatif des éléments.


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Ces forts débits servent à compenser les faibles coefficients d'échange
thermique des flux d'air sur les éléments de batterie, et donnent lieu à des
problèmes acoustiques et vibratoires. Les ventilateurs nécessaires pour
assurer
les débits permettant de refroidir de manière homogène et efficace les
batteries
présentent alors des dimensionnements qui ne sont pas conformes aux
exigences de compacité et d'économie d'énergie de l'application véhicule
électrique.

Afin d'améliorer l'efficacité du refroidissement, et par là même pouvoir
augmenter la densité d'énergie volumique des batteries, une circulation d'un
liquide a été proposée. En particulier, le liquide peut être prévu pour
circuler au
travers d'alvéoles en plastique qui sont disposées entre les éléments de
batterie. Ces alvéoles sont isolantes et participent-à l'isolation électrique
entre
éléments.

Toutefois, les poches en plastiques dans lesquelles sont formées ces alvéoles
sont de mauvais conducteurs thermiques, de sorte qu'il faut qu'elles
présentent
une épaisseur la plus faible possible afin de garantir des transferts
thermiques à
peu près corrects. II en résulte alors une inadaptation des parois fines à la
tenue mécanique des éléments dans la batterie.

Par ailleurs, dans l'application véhicule électrique ou hybride, les batteries
selon
l'art antérieur posent un certain nombre de problèmes, notamment du fait de
l'augmentation du degré d'hybridation des véhicules thermiques qui peut aller
jusqu'à une électrification complète de la chaîne de traction. Dans ce cas,
les
batteries ne servent alors plus uniquement à assister les véhicules dans des
phases d'accélération mais également à assurer le déplacement du véhicule de
manière autonome sur des distances plus ou moins importantes.

Il faut alors augmenter l'énergie ainsi que la puissance électrique des
batteries,
ce qui augmente les durées de sollicitation de la batterie, ainsi que les
courants
et la résistance interne moyenne. Ainsi, l'énergie et la puissance thermique
émises augmentent, et ce d'autant plus que la batterie vieillit.


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Le coût d'une batterie dépend principalement du nombre d'éléments qu'elle
contient, soit en d'autres termes, de son énergie. Aussi, pour diminuer
l'impact
du coût des batteries dans un véhicule, on cherche à utiliser lesdites
batteries
sur une plage de potentiel la plus large possible afin d'en extraire le
maximum
d'énergie.

Au fur et à mesure que l'on se rapproche des valeurs extrêmes de potentiels
autorisés, la résistance interne des éléments augmente et leur durée de vie
diminue.

Les fortes puissances requises donnent lieu à des échauffements importants et
rapides des éléments de batterie pouvant induire des gradients de température
entre la surface et l'intérieur de ceux-ci, voire même entre les éléments
d'une
même batterie.

Ces gradients de températures apparaissent essentiellement durant les phases
transitoires correspondant aux forts appels en courant, lors de la charge ou
de
la décharge.

L'augmentation de la température au sein d'un élément de batterie induit des
risques en termes de sécurité et de durée de vie, lié à la présence éventuelle
de points chauds au cceur de l'élément.

Toujours concernant la sécurité des batteries, elle devient davantage critique
avec l'augmentation de l'énergie des batteries, et les alvéoles plastiques
généralement utilisées pour la circulation d'un liquide de refroidissement
entre
les éléments sont susceptibles de se rompre sous l'effet d'impacts du type de
ceux rencontrés lors d'un crash de véhicule, ou par surpression générée au
niveau du circuit de refroidissement.

De telles ruptures rendent alors le système de refroidissement totalement
inopérant, mais plus grave encore, le liquide risque de mettre en court-
circuit


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tous les éléments de batterie, créant ainsi un réel risque d'incendie, voire
d'explosion.

La présente invention vise donc à perfectionner les batteries électriques
existantes en proposant un système de conditionnement mécanique et
thermique qui permet d'améliorer sensiblement le ratio entre le volume et
l'énergie et/ou la puissance, ainsi que la durée de vie et la sécurité de la
batterie tant d'un point de vue du comportement chimique que vis-à-vis des
contraintes en vigueur dans l'industrie automobile, et notamment celles
concernant le crash.

L'invention permet d'atteindre des niveaux de compacité du système en
répondant aux exigences de densité volumique d'énergie et de puissance
compatibles avec les besoins de l'application automobile, à moindre coût et
poids.

En outre, les très faibles résistances de transfert thermique possibles grâce
à
l'invention permettent de garantir le refroidissement de la batterie malgré le
très
haut niveau de compacité. L'invention permet également de réduire la
température au sein des éléments lors des pics d'appels de courant, et évite
tout risque de mise en contact électrique direct des éléments en cas de choc,
ce qui présente un avantage en termes de sécurisation de la batterie.

Enfin, l'efficacité de la gestion thermique permet de réduire la consommation
électrique et donc garanti davantage d'autonomie pour le véhicule électrique.

A cet effet, l'invention propose une batterie électrique comprenant une
pluralité
d'éléments générateurs d'énergie électrique et un système de conditionnement
mécanique et thermique desdits éléments, ledit système comprenant un corps
structurel monobloc dans lequel des logements sont formés pour recevoir
chacun un élément, lesdits logements présentant au moins une zone interne de
contact avec un élément, ladite zone de contact étant continue et possédant
une géométrie adaptée pour assurer un contact entre ladite zone et la


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périphérie dudit élément, ledit corps comprenant en outre des chambres qui
s'étendent chacune toute autour d'une zone de contact, ledit système de
conditionnement comprenant en outre un dispositif permettant la mise en
circulation dans lesdites chambres d'un fluide de conditionnement thermique de
sorte à assurer le conditionnement thermique desdits éléments.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la
description qui suit, faite en référence aux figures jointes dans lesquelles :
- la figure 1 est une vue en perspective d'une batterie électrique dans
laquelle les éléments générateurs d'électricité ne sont pas montrés,
ladite vue étant partiellement écorchée dans un plan transversal de sorte
à montrer la disposition et l'intérieur des logements ;
- la figure 2 est une vue en perspective d'une partie coupée
longitudinalement de la batterie de la figure 1;
- la figure 3 est une vue éclatée longitudinalement de la partie représentée
sur la figure 2 ;
- la figure 4 est une coupe longitudinale partielle montrant en perspective
le dessous de la batterie de la figure 1.

Dans la description, les termes de positionnement dans l'espace sont pris en
référence à la position de la batterie représentée sur la figure 1. Toutefois,
l'étanchéité de la batterie permet d'envisager son positionnement selon une
orientation différente.

En relation avec les figures, on décrit ci-dessous une batterie électrique
comprenant une pluralité d'éléments générateurs d'énergie électrique (non
représentés sur les figures), en particulier les éléments peuvent être de
nature
électrochimique, par exemple de type Lithium - ion. Pour ce faire, les
éléments
comprennent une enveloppe dans laquelle le système électrochimique est
confiné pour isoler les composants chimiques nécessaires à la génération de
l'électricité. En variante, les éléments peuvent être des supercapacités.


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La batterie est plus particulièrement destinée à alimenter un moteur
électrique
de traction d'un véhicule automobile, qu'il s'agisse d'un véhicule électrique
ou
de type hybride électrique - thermique. Toutefois, la batterie selon
l'invention
peut également trouver son application pour le stockage d'énergie électrique
dans d'autres modes de transport, et notamment en aéronautique.

Pour assurer l'alimentation électrique requise, la batterie comprend un grand
nombre d'éléments, par exemple 160 éléments répartis en 16 rangées de 10
éléments dans le mode de réalisation représenté.

La batterie comprend un système de conditionnement mécanique et thermique
des éléments, ledit système permettant d'une part de conditionner en
température les éléments et d'autre part de les maintenir dans une structure
de
renfort. Ainsi, le système assure la sécurité électrique de la batterie vis-à-
vis
des risques liés à la température, le fonctionnement de la batterie dans une
plage de température optimale ainsi que la sécurité relativement aux risques
de
crash qui sont inhérents à l'application considérée.

Pour ce faire, le système de conditionnement comprend un corps 1 structurel
monobloc dans lequel des logements 2 sont formés pour recevoir chacun des
éléments. Par structurel, on entend que le corps 1 assure la tenue mécanique
des éléments entre eux, notamment relativement aux contraintes de crash test
en vigueur dans l'industrie automobile mais également relativement aux autres
formes de sollicitations mécaniques que la batterie a à subir dans une
automobile. Par ailleurs, comme on le verra dans la suite de la description,
le
corps 1 assure une fonction de transfert de chaleur entre les éléments et un
fluide thermo régulé. Par conséquent, les fonctions de conditionnement
thermique et mécanique des éléments sont réalisées au moyen d'un seul corps
monobloc 1.

Dans le mode de réalisation représenté, les logements 2 s'étendent
verticalement et présentent une géométrie interne cylindrique de sorte à
recevoir des éléments de géométrie extérieure analogue. Par ailleurs, les


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logements 2 sont agencés de façon hexagonale compacte, ce qui permet
d'optimiser l'encombrement ainsi que la résistance mécanique de la batterie.
Dans d'autres modes de réalisation non représentés, les logements peuvent
présenter une géométrie interne adaptée pour recevoir des éléments de
géométrie différente, par exemple de géométrie extérieure parallélépipédique.
De façon générale, le nombre d'éléments est égal au nombre de logements 2.
Toutefois, pour un même bloc, on peut prévoir de moduler la puissance de la
batterie en ajustant le nombre d'éléments. Ainsi, pour certaines applications,
le
nombre d'éléments est inférieur au nombre de logements 2 puisque la batterie
peut comprendre des logements 2 vides.

Le corps 1 est réalisé en matériau présentant une rigidité importante et une
bonne conductivité thermique, notamment en matériau métallique, de sorte à
bénéficier d'un conducteur thermique structurel entre les éléments. Le corps 1
peut étre issu de fonderie de façon monobloc avec les logements 2, ledit corps
pouvant être réalisé en aluminium qui présente un bon compromis entre le
poids, les performances thermiques et mécaniques ainsi que vis-à-vis de la
faisabilité industrielle. Par ailleurs, la batterie peut comprendre un bac
(non
représenté), notamment en plastique, dans lequel le corps 1 est rangé pour son
implantation dans le véhicule automobile.

Les logements 2 sont ouverts en partie supérieure de sorte à permettre
l'introduction des éléments, lesdites ouvertures étant fermées par une coque
supérieure 3, 4. Par ailleurs, la batterie comprend des moyens
d'interconnexion
électrique des éléments et des moyens de contrôle électronique de l'énergie
électrique (non représentés). Ces moyens peuvent par exemple être disposés
sur la partie supérieure du corps, notamment respectivement sur une plaque 3,
4 qui sont empilées pour former la coque supérieure.


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Les logements 2 présentent une zone interne de contact avec l'élément, ladite
zone étant continue et possédant une géométrie adaptée pour assurer un
contact entre ladite zone et la périphérie dudit élément. Dans le mode de
réalisation représenté, la zone de contact est formée sur une hauteur de la
paroi cylindrique intérieure du logement 2, ladite zone présentant un diamètre
légèrement supérieur au diamètre extérieur de l'élément.

En fonction de la géométrie extérieure de l'élément, on pourrait prévoir une
géométrie et/ou un nombre différents de zone interne de contact pour le
logement 2. Dans tous les cas, la zone de contact est agencée pour permettre
un bon transfert de chaleur entre l'élément et le logement 2.

De façon avantageuse, les zones de contact présentent une hauteur
sensiblement égale à celle de la périphérie de l'élément, de sorte à assurer
le
transfert de chaleur sur la totalité de la hauteur dudit élément.

Le corps 2 comprend en outre des chambres 5 qui s'étendent chacune tout
autour d'une zone de contact, c'est-à-dire des chambres cylindriques dans le
mode de réalisation représenté. En outre, les chambres 5 communiquent
latéralement entre elles, lesdites chambres étant ouvertes dans la base du
corps et fermées en partie supérieure.

Le système de conditionnement comprend un dispositif qui permet la mise en
circulation dans lesdites chambres d'un fluide de conditionnement thermique de
sorte à assurer le conditionnement thermique des éléments. Le fluide peut être
de l'eau glycolée, et le conditionnement thermique s'entend tant en apport
qu'en retrait de calories de sorte à maintenir les éléments dans une plage de
fonctionnement en température qui est optimale.

Dans le mode de réalisation représenté, les chambres 5 forment un réseau tout
autour des logements 2 dans lequel le fluide peut circuler afin de
conditionner
en température les éléments. Le système de conditionnement permet d'assurer
rapidement et efficacement un apport ou un retrait de calories dans la
batterie,


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de sorte à assurer la régulation thermique quelque soit les conditions
d'utilisation.

Pour améliorer le conditionnement en température, les chambres 5 présentent
une hauteur sensiblement égale à celle des zones de contact. Toutefois, une
hauteur des chambres 5 inférieure à celle des zones de contact est également
envisageable. Ainsi, en relation avec le fait que lesdites chambres soient
disposées tout autour de la zone de contact et que ladite zone d'étende sur
toute la hauteur de l'élément, le conditionnement peut être réalisé de façon
uniforme sur toute la périphérie de l'élément, ce qui diminue la probabilité
d'apparition d'un point chaud dangereux dans ledit élément. En particulier,
cette
réalisation permet d'éviter les gradients de température trop élevés lors des
phases de fortes sollicitations en courant, de durée importante et/ou sur une
large plage de potentiel.

Dans le cas où le corps 1 est réalisé dans un matériau conducteur électrique,
pour améliorer la sécurité électrique de la batterie notamment relativement au
court-circuit, l'invention prévoit d'interposer un film continu (non
représenté)
d'isolation électrique entre la zone de contact et la périphérie des éléments
de
sorte à assurer le contact au travers dudit film.

De façon avantageuse, le fi{m peut être un bon conducteur thermique, ou à tout
le moins pour être suffisamment mince pour ne pas dégrader les transferts
thermiques entre les éléments et le corps 1. Ainsi, la résistance au transfert
thermique est diminuée, et ce en relation avec une structure d'échange
thermique qui, outre son caractère structurel, présente une bonne capacité de
transfert thermique entre les éléments et le fluide de conditionnement. Cette
réalisation permet donc de ne pas prévoir d'interface thermiquement isolante
entre le fluide de conditionnement et les éléments, et ce dans un
environnement compact et résistant mécaniquement.

Selon une réalisation, le matériau isolant présente en outre des propriétés
d'adhésion entre le corps 1 et les éléments de sorte à améliorer la cohésion


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mécanique de la batterie. En particulier, en cas de choc, les éléments sont
tenus dans le corps et protégés par celui-ci d'un écrasement. En variante, le
matériau peut être formé d'un film d'huile ou de graisse isolante
électriquement
et conductrice thermiquement.

L'isolation électrique des éléments relativement au corps 1 est également
conférée par le fait que les éléments reposent sur un anneau 6 formé d'un
matériau diélectrique, un anneau 6 étant disposé dans le fond de chaque
logement 2.

On décrit ci-dessous un dispositif permettant la mise en circulation du fluide
qui
comprend un lit de fluide 7, ledit lit étant prévu sur la base du corps 1 de
sorte à
alimenter les chambres 5 en fluide par l'intermédiaire de leur ouverture 8
prévue en partie basse dudit corps. Pour ce faire, le dispositif comprend une
pompe (non représentée) qui permet de mettre le fluide en pression dans un
circuit fermé de circulation dudit fluide.

Le lit de fluide 7 est formé entre le corps 1 et une plaque inférieure 9, par
exemple réalisée en plastique moulé, qui est assemblée sur la base du corps 1.
La plaque 9 est agencée pour former des canaux d'alimentation en fluide
depuis le lit 7 dans les chambres 5. Plus précisément, la plaque 9 comprend
des ouvertures 10 disposées en regard des ouvertures inférieures 8 des
logements 2, lesdites ouvertures étant formées en saillie vers le haut par
rapport à la plaque 9 de sorte à former un réservoir de fluide entre elles.

La plaque inférieure 9 comprend en outre des capillaires ascendants 12 qui
sont en communication avec le lit de fluide 7. Un capillaire 12 est introduit
dans
chaque chambre 5 de sorte à former un canai d'alimentation en fluide de ladite
chambre.

Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif de mise en circulation
du
fluide comprend en outre une plaque supérieure 13 qui est interposée entre la
base du corps 1 et la plaque inférieure 9. La plaque supérieure 13 est agencée


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pour former un circuit de récupération 14 du fluide provenant des chambres 5.
Pour ce faire, la plaque supérieure 13 présente une géométrie analogue à celle
de la plaque inférieure 9, et lesdites plaques sont superposées l'une sur
l'autre
à la base du corps 1.

Ainsi, le lit de fluide 7 est formé entre les deux plaques 9, 13 et le circuit
de
récupération 14 du fluide est formé entre la plaque supérieure 13 et le fond
du
corps 1. Le fait d'avoir le lit d'eau 7 et le circuit de récupération 14
disposés
dans la base du corps 1 permet de limiter fortement les risques de court-
circuit
par fuite de fluide entre les éléments.

Dans d'autres modes de réalisation non représentés, le dispositif de mise en
circulation du fluide peut prévoir un lit de fluide sans circuit de
récupération
séparé, par exemple un lit de fluide formé entre une plaque et le fond du
corps
1, ladite plaque pouvant en outre être dépourvue de capillaires. Dans tous les
cas, la présence d'un lit d'eau 7 commun à toutes les chambres 5 permet de
limiter les pertes de charges, notamment pour un grand nombre d'éléments et
donc de chambres 5.

Par ailleurs, les capillaires 12 passent de façon étanche au travers de la
plaque
supérieure 13 pour être en communication avec le lit de fluide 7. Ainsi, par
application d'une pression sur le fluide, celui-ci monte dans le capillaire
12,
depuis le lit de fluide 7 dans la chambre 5, au travers de la plaque
supérieure
13.

Ensuite, le fluide sort du capillaire 12 et redescend en ruisselant sur la
paroi de
la chambre 5 qui est disposée en regard de la surface de contact avec les
éléments. A la base de la chambre 5, le fluide tombe dans la plaque supérieure
13 de sorte à pouvoir retourner en circuit fermé dans le lit de fluide 7 par
l'intermédiaire du circuit de récupération 14.

Ainsi, l'excellente homogénéité en température dans la batterie permet à la
fois
d'augmenter le niveau d'équilibrage entre les éléments et de pouvoir réguler


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thermiquement la batterie avec une grande précision afin de réduire au
maximum les résistances internes des éléments sans nuire à leur durée de vie.
L'optimisation de la gestion thermique permet alors d'augmenter l'énergie et
la
puissance de la batterie, sans avoir à ajouter d'éléments supplémentaires.

En outre, le système de conditionnement permet la dissipation de l'énergie
thermique provenant de l'emballement thermique d'un élément, sans que cet
excès de chaleur ne soit transféré aux éléments adjacents. Ce rôle de
confinement thermique permet d'éviter que les risques d'emballement
thermiques ne se propagent à la totalité de la batterie, ce qui est très
critique
pour les batteries fortement énergétiques.

De façon avantageuse, les capillaires 12 présentent une épaisseur et une
hauteur inférieures à celles des chambres 5 de sorte à permettre la libération
du fluide en partie supérieure desdites chambres. Il en résulte donc une
augmentation de la surface de contact entre le fluide et la paroi de la
chambre
5, ce qui contribue à améliorer l'efficacité du conditionnement thermique
conféré. En outre, la hauteur des capillaires 12 peut être juste inférieure à
celle
des chambres 5 de sorte à limiter le gradient thermique longitudinal dans les
éléments.

Pour maintenir radialement les capillaires 12 dans les chambres 5, et éviter
ainsi les vibrations induites lors de la circulation du fluide, la périphérie
des
capillaires 12 peut être pourvue d'ailettes (non représentées) qui sont en
contact avec la paroi de la chambre 5.

Les plaques 9, 13 sont associées au corps 1 par l'intermédiaire de rivets 15
qui
sont fixés respectivement sur la périphérie d'un orifice débouchant qui est
formé
dans la base de chaque logement 2 par la superposition de l'ouverture 11 à la
base du logement 2 et par les orifices 10 des plaques 9, 13 qui sont disposées
en regard. Ainsi, le rivet 15 prend appui sur le corps structurel 1 et
maintien les
plaques 9, 13 de façon étanche sur la base du corps 1.


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Pàr ailleurs, les orifices débouchant permettent de laisser s'échapper les gaz
pouvant être émis par les éléments en cas de désoperculation de ceux-ci liés à
une surpression des éléments. Dans ce cas et lorsqu'un bac étanche est prévu
autour de la batterie, celui-ci est muni d'un clapet d'émission des gaz vers
l'extérieur. Par ailleurs, un détecteur d'émission des gaz ou d'humidité peut
être
ajouté à la batterie.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Administrative Status

Title Date
Forecasted Issue Date Unavailable
(86) PCT Filing Date 2007-10-19
(87) PCT Publication Date 2008-05-22
(85) National Entry 2009-04-23
Examination Requested 2012-09-14
Dead Application 2014-10-21

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
2013-10-21 FAILURE TO PAY APPLICATION MAINTENANCE FEE
2013-11-04 R30(2) - Failure to Respond

Payment History

Fee Type Anniversary Year Due Date Amount Paid Paid Date
Application Fee $400.00 2009-04-23
Maintenance Fee - Application - New Act 2 2009-10-19 $100.00 2009-09-22
Maintenance Fee - Application - New Act 3 2010-10-19 $100.00 2010-10-14
Maintenance Fee - Application - New Act 4 2011-10-19 $100.00 2011-10-03
Request for Examination $800.00 2012-09-14
Maintenance Fee - Application - New Act 5 2012-10-19 $200.00 2012-10-02
Registration of a document - section 124 $100.00 2013-01-07
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
DOW KOKAM FRANCE SAS
Past Owners on Record
BEIGNET, CLAUDE
DOUARRE, ALAIN
GABEN, FABIEN
SOCIETE DE VEHICULES ELECTRIQUES
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Documents

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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Claims 2009-04-23 4 134
Abstract 2009-04-23 2 99
Drawings 2009-04-23 2 65
Description 2009-04-23 14 666
Representative Drawing 2009-04-23 1 27
Cover Page 2009-08-07 2 64
Abstract 2013-02-21 1 18
Claims 2013-02-21 4 147
Description 2013-02-21 15 619
PCT 2009-04-23 4 261
Assignment 2009-04-23 3 102
Fees 2010-10-14 1 36
Prosecution-Amendment 2012-09-14 2 78
Assignment 2013-01-07 4 241
Prosecution-Amendment 2013-02-21 26 1,021
Prosecution-Amendment 2013-05-02 2 71