Brevet FR2710456A1 — publié le 19950331

BLOC DE BATTERIE ET SON PROCÉDÉ DE FORMATION Cette invention concerne, de façon globale, des blocs de cellules de batterie et, de façon plus spécifique, la structure d'un bloc de batterie. Les blocs de batterie pour des dispositifs portables tels que des appareils radio à deux accès comprennent usuellement un certain nombre de cellules possédant des contacts soudés tous ensembles dans un logement. Les cellules individuelles sont raccordées à l'aide de languettes en feuille de métal qui sont soudées par points aux bornes de la cellule. De façon usuelle, les cellules raccordées sont alors soudées par points sur un circuit flexible puis sont insérées dans un logement de batterie. Ce procédé de fabrication présente des procédures d'assemblage inefficace, des parties non nécessaires et un travail entraînant une dépense excessive de fabrication et une fiabilité compromise. Des batteries chargées domestiques pour des équipements électroniques grand public tels que des appareils photographiques, des appareils radio, des lecteurs de C.D., etc. possèdent, de façon usuelle, des contacts chargés par ressort sur une extrémité et des contacts métalliques couplés à l'extrémité opposée des cellules primaires. Les blocs de batterie chargés grand public ne nécessitent pas de circuits additionnels trouvés dans les blocs de batterie. Les blocs de batterie pour des équipements radio portables comprennent d'ordinaire des résistances, des thermistances, des diodes et d'autres composants permettant aux blocs de batterie d'être rechargeables et/ou sûrs de façon intrinsèque. Alors, les compartiments de batterie chargée grand public peuvent n'avoir que du métal embouti sur le logement et les pertes électriques entre les cellules de batterie et le circuit ont peu d'importance dans ces applications. D'autres blocs de batterie qui sont chargés par le consommateur ou chargés et scellés par le fabriquant comprennent, de façon usuelle, un certain nombre de cellules qui sont enveloppées par rétraction ou emballées dans un logement en matière plastique. A nouveau, plusieurs de ces cellules sont couplées, de façon usuelle et électronique, par soudage de languettes en acier sur des bornes différentes (positive et négative) de cellules séparées. Ensuite, les cellules soudées sont enveloppées par rétraction et insérées dans un logement. A nouveau, cette procédure d'assemblage est inefficace, entrainant un travail et des coûts de fabrication excessifs. Le besoin de réduire le poids dans des produits électroniques grand public touche à présent l'ensemble de blocs de batterie autant que le besoin d'augmenter la facilité d'assemblage ou la capacité de fabrication des blocs de batterie. Par conséquent, la capacité d'intégration des caractéristiques dans un nombre réduit de composants et de parties est critique pour la réduction du nombre d'étapes d'assemblage. Par conséquent, il existe un besoin pour un bloc de batterie présentant la commodité des blocs de batterie chargés grand public, assurant une réduction du poids et permettant une plus grande efficacité et un coût réduit pour l'assemblage et la fabrication. La Figure 1 est une vue en perspective d'un bloc de batterie; la Figure 2 est une vue en perspective d'un bloc de batterie selon un premier mode de mise en oeuvre de la présente invention; la Figure 3 est une vue en perspective d'un bloc de batterie selon un second mode de mise en oeuvre de la présente invention; la Figure 4 est une vue en perspective d'un bloc de batterie selon un troisième mode de mise en oeuvre de la présente invention; la Figure 5 est une vue en éclaté de la paroi 310 selon l'axe A-A de la Figure 4; la Figure 6 est une vue en éclaté d'un premier mode de mise en oeuvre d'un mécanisme de fixation selon la présente invention; la Figure 7 est une vue en éclaté d'un second mode de mise en oeuvre d'un mécanisme de fixation selon la présente invention; la Figure 8 est une vue en éclaté d'un troisième mode de mise en oeuvre d'un mécanisme de fixation selon la présente invention; la Figure 9 est une vue en perspective d'un bloc de batterie selon un quatrième mode de mise en oeuvre de la présente invention; la Figure 10 est une vue en éclaté d'un mécanisme d'alignement selon la présente invention; la Figure 11 est une vue de section droite du bloc de batterie selon l'axe B-B de la Figure 9; et la Figure 12 est un mode de mise en oeuvre en option de la vue de section droite de la Figure 11. Un bloc de batterie comprend une première pièce de logement présentant une caractéristique de verrouillage intégré, un cadre de contact monté, de façon amovible, sur la première pièce de logement, une pluralité de cellules pour une insertion dans le cadre de contact et la première pièce de logement, un circuit sur le cadre de contact pour coupler la pluralité de cellules et constituer des contacts de charge et de puissance, et une seconde pièce de logement pratiquement plate et fixée, de façon adhésive, à ladite première pièce de logement. En référence à la Figure 1 est illustrée une vue en perspective d'un bloc de batterie 10 décrit dans le Dépôt de Brevet U.S. NO 07/845 465 intitulé "Bloc de Batterie sans Soudure" déposé le 9 Mars 1992 par Mark S. Bresin, attribué au présent titulaire, à savoir Motorola Inc. et incorporé, dans notre cas, en référence. Le bloc de batterie 10 comprend un logement muni d'une partie supérieure 2 et d'une partie de fond 4. Les parties de logement sont structurées, de préférence, pour s'encliqueter. En option, les parties de logement pourraient être soudées ensembles par ultrasons. La partie supérieure 2 comprend, de même, une pièce fonctionnelle de verrouillage 3 s'adaptant dans une zone en creux 5 de la partie de fond 4 pour permettre l'accouplement amovible du bloc de batterie 10 sur un équipement radio (non illustré). Dans la partie supérieure 2 et la partie de fond 4 s'étend un cadre de contact 11 (pour maintenir les cellules 12) monté, de façon amovible, dans au moins une des parties de logement. En référence à la Figure 2 est illustrée une vue en perspective d'un bloc de batterie 100 selon la présente invention. Le bloc de batterie 100 comprend, de préférence, une première pièce de corps 104 présentant une pièce fonctionnelle de verrouillage 103 incorporée ou intégrée dans la première pièce de corps 104. Ensuite, un cadre de contact 111 est monté dans la première pièce de corps 104. Le cadre de contact 111 est, de préférence, encliqueté dans la première pièce de corps 104 via la gorge 150 du cadre de contact et via le rail d'adaptation 152 dans la première pièce de corps 104. En option, le cadre de contact 111 pourrait être aussi bien intégré en tant que partie de la première pièce de corps 104. Une autre option est de souder par ultrasons le cadre de contact 111 sur la première pièce de corps 104. Les cellules de batterie 112 possédant des bornes positives 114 et des bornes négatives 113 respectives sont alors orientées et insérées dans le cadre de contact 111. Des moyens de circuit comprenant, de préférence, des résistances (non illustrées), des commutateurs à plusieurs positions 30 et des thermistances 40, sont montés sur le cadre de contact 111 pour constituer des contacts de charge et de puissance et le circuit adapté pour la charge sûre de blocs de batterie rechargeable, comme cela est connu dans le domaine de l'art. En option, les moyens de circuit peuvent comprendre un circuit flexible possédant certains des composants comme des résistances, des commutateurs à plusieurs positions et des thermistances qui se raccordent, de plus, aux cellules. Finalement, une seconde pièce de corps 102 est fixée, de préférence, de façon adhésive, à la première pièce de corps 104. De façon à maximiser la réduction du poids, la seconde pièce de corps 102 est, de préférence, une pièce multicouche en matière plastique telle qu'un polycarbonate muni d'un adhésif sur sa surface interne pour adhérer à la première pièce de corps 104. En option, la seconde pièce de corps 102 pourrait être soudée par ultrasons sur la première pièce de corps 104. De plus, la seconde pièce de corps 102 pourrait servir d'étiquette pour le bloc de batterie 100. En référence à la Figure 3 est illustré un bloc de batterie 200 en option selon la présente invention. Le bloc de batterie 200 comprend un premier corps 202 possédant, de préférence, des pièces fonctionnelles d'encliquetage 204 formées, de façon intégrale, dans le premier corps 202. Une pluralité de cellules 206, de préférence préemballées dans un bloc de cellule, sont placées et maintenues dans les pièces fonctionnelles d'encliquetage 204. Le bloc de cellule comprend, de même, de préférence un circuit flexible 212 assurant un raccordement supplémentaire entre les cellules, des contacts et d'autres composants requis tels que des résistances et des thermistances (non illustrées). Finalement, une seconde pièce de corps 220 est placée au sommet de l'emballage de cellule 206 et s'encliquette sur la première pièce de corps 202. La seconde pièce de corps 220 possède, de préférence, des ouvertures 214 pour le maintien des pièces fonctionnelles d'encliquetage 204. De plus, des ouvertures 216 sont formées dans la seconde pièce de corps 220, autorisant des points de contact lorsque des contacts illustrés sur le circuit flexible 212, sont insérés dans les ouvertures 216. De la même façon, la première pièce de corps 202 possède des ouvertures 205 permettant l'insertion de points de contact illustrés sur le circuit flexible 212. En option, une intégrité supplémentaire peut être constituée pour le bloc de batterie 200 en utilisant un adhésif à double face 208 (tel qu'une bande) entre la partie interne du premier logement et le fond de l'emballage de cellule 206 et en utilisant un adhésif à double face 207 entre la partie interne de la seconde pièce de corps 220 et le sommet de l'emballage de cellule 206. En référence à la Figure 4 est illustré un troisième mode de mise en oeuvre d'un bloc de batterie selon la présente invention. Le bloc de batterie comprend, de façon globale, une partie de base ou boîtier externe 302 prévue pour maintenir une batterie de cellules 304. On comprendra que la batterie 304 inclue tout circuit ou bande flexible décrit dans le mode de mise en oeuvre précédent. De façon à maintenir la batterie 304 dans le boîtier externe 302, une ou plusieurs couches d'un matériau adhésif 306 pourraient être utilisées. Par exemple, le matériau adhésif 306 pourrait être une colle ou une certaine forme de bande à double face. Une couche adhésive 306 pourrait être utilisée pour fixer la batterie 304 au boîtier externe 302. De même, une autre couche adhésive 306 pourrait être utilisée au sommet de la batterie pour fixer un boîtier interne 308 afin de maintenir la batterie 304 dans le boitier externe 302. De façon globale, le boîtier interne 308 est prévu pour s'adapter sur une paroi 310 s'étendant, de façon globale, autour de la périphérie du boîtier externe 302. La paroi 310, la butée 311 et tout matériau adhésif 306 pouvant être utilisés empêchent la batterie 304 d'être déplacée dans le boîtier externe 302. Le boîtier interne 308 est composé d'un matériau moulé en matière plastique thermoformée ou de tout autre matériau adapté. De préférence, le boîtier interne 308 comprend une plaque signalétique formée, de façon intégrale, dans la matière plastique thermoformée. La paroi 310 comprend, de préférence, un directeur d'énergie 312 (illustré, de façon détaillée, dans la section droite de la Figure 5 selon l'axe A-A de la Figure 4). Le directeur d'énergie 312 est utilisé dans une technique de liaison par ultrasons. En particulier, une partie d'épaulement 314 du boîtier interne 308 peut être liée par ultrasons au directeur d'énergie 312. La liaison par ultrasons peut être prévue le long de toute la paroi 310 ou sur des parties choisies comme requis. Tout mécanisme de liaison par ultrasons qui est bien connu dans le domaine de l'art pourrait être utilisé. De même, un mécanisme de fixation comprend une pluralité de parties de languette 316 placées autour de la base de la paroi 310 pour fixer le boîtier interne 308 au boîtier externe 302. Des parties de réception 318 correspondantes le long d'un pied 320 sont incluses dans le boîtier interne 308. Une diversité de modes de mise en oeuvre pour la partie de verrouillage 316/réception 320 sont décrits, de façon détaillée, en référence aux Figures 6 à 8. Finalement, un matériau adhésif peut être placé autour du pied 310 pour fixer le boîtier interne 308 au boîtier externe 302. Une quelconque ou toute combinaison de la liaison par adhésif, de la liaison par ultrasons et du verrouillage peut être utilisée. En référence à la Figure 6 est illustrée une vue en éclaté d'un premier mode de mise en oeuvre d'un mécanisme de fixation. Le mécanisme de fixation comprend une languette 322 qui est insérée, de façon globale, dans un petit creux 324. Le mécanisme de fixation de la Figure 6 pourrait être utilisé, par exemple, pour maintenir la position du boîtier interne 308 par rapport au boîtier externe 302 lors d'une liaison par ultrasons. En référence à la Figure 7 est illustrée une vue en éclaté d'un second mode de mise en oeuvre du mécanisme de fixation. Le mécanisme de fixation comprend une partie de languette 326 prévue pour maintenir une encoche 328 du boîtier interne 308. Le mécanisme de fixation de la Figure 6 pourrait être utilisé, de même, pour maintenir la position du boîtier interne 308 par rapport au boîtier externe 302 lors d'une liaison par ultrasons. Finalement, en référence à la Figure 8, est illustrée une vue en éclaté d'un troisième mode de mise en oeuvre d'un mécanisme de fixation. Le mécanisme de fixation comprend un verrou 330 prévu pour coopérer, de façon positive, avec un orifice 332 placé dans le pied 318 du boîtier interne 308. En particulier, le verrou 330 comprend deux parties pouvant être comprimées pour s'engager dans l'orifice 332. Cependant, on comprendra que d'autres types de mécanismes de verrouillage, connus de façon usuelle dans le domaine de l'art, pourraient être utilisés pour coopérer, de façon positive, avec le boîtier supérieur. En référence à présent à la Figure 9 est illustrée une vue en perspective d'un bloc de batterie selon un quatrième mode de mise en oeuvre du bloc de batterie. Le bloc de batterie comprend, de façon globale, un boîtier externe 402 prévu pour maintenir une batterie de cellules 404. De façon à maintenir la batterie 404 dans le boîtier externe 402, on pourrait utiliser un matériau adhésif 406 sur chaque côté de la batterie. Par exemple, le matériau adhésif 406 pourrait être une colle ou une certaine forme d'une bande à double face. Finalement, un boîtier interne 408 est inclus pour maintenir la batterie 404 dans le boîtier externe 402. A l'inverse du mode de mise en oeuvre de la Figure 4, le mode de mise en oeuvre de la Figure 9 ne comprend pas de paroi 310 pour empêcher la batterie de se déplacer dans le boîtier externe et pour constituer un directeur d'énergie afin de permettre une liaison par ultrasons sur l'épaulement du boîtier externe. Un directeur d'énergie 410 est plutôt prévu le long de la surface du boîtier externe 402 pour assurer une liaison par ultrasons sur le pied 412 du boîtier externe 402. La liaison par ultrasons peut être prévue le long de tout le directeur d'énergie 410 ou sur des parties choisies. Le boîtier externe 402 peut comprendre, en option, une languette d'alignement 414 permettant un positionnement correct du boîtier interne 408 par rapport au boîtier externe 402 lors de la liaison par ultrasons. Le mécanisme d'alignement est illustré, de façon détaillée, sur la Figure 10. Le pied 412 comprend une encoche 415 prévue pour recevoir une languette 414. Finalement, des guides de positionnement 416 peuvent être placés, de même, de façon sélective, pour aider à la fabrication de la batterie. Les guides de positionnement 416 sont illustrés, de façon détaillée, dans les sections droites des Figures 11 et 12 selon l'axe B-B de la Figure 9. En référence à présent à la Figure 11, une vue de section droite selon l'axe B-B de la Figure 9 illustre l'alignement du boîtier interne 408 avec le boîtier externe 402 et la liaison par ultrasons sur le directeur d'énergie 410. En particulier, le guide de positionnement 416 constitue un point de référence pour le boîtier interne 408. De plus, un rebord dressé 418 peut être inclus pour empêcher le déplacement du pied 412 du boîtier interne 408 lors de la liaison par ultrasons. Ainsi, comme le directeur d'énergie est placé le long d'une partie inclinée du boîtier externe 402, le pied 412, qui est normalement horizontal, est obligé de passer dans une position inclinée lors de la liaison par ultrasons. Ainsi, le rebord dressé 418 empêche le déplacement du pied 412 à l'écart du guide de positionnement 416. Bien que le pied 412 soit illustré comme placé dans une position particulière le long du boîtier externe 402, on comprendra que le directeur d'énergie 410 peut être placé sur une position quelconque le long de la paroi de directeur d'énergie 410. En référence à la Figure 12, un mode de mise en oeuvre en option incorpore une surface de mise à niveau 420 comprenant le directeur d'énergie 410. La surface de mise à niveau 420 empêche le pied 412 d'être obligé à passer sur une position inclinée lors de la liaison par ultrasons. En résumé, la présente invention réduit la complexité de fabrication et le poids de la batterie achevée. En particulier, la combinaison d'une liaison par ultrasons et d'une liaison par adhésif peut réduire le poids et la complexité du dispositif. Une paroi peut contenir la batterie. Un directeur d'énergie placé au sommet de la paroi pour contenir les cellules d'une batterie peut constituer une zone pour la liaison par ultrasons. Un boîtier interne peut être placé sur la paroi pour encapsuler la batterie. Un épaulement du boîtier interne peut être lié par ultrasons sur le directeur d'énergie sur le sommet de la paroi. En option, la paroi peut être remplacée par un directeur d'énergie placé sur le boîtier externe où un pied du boîtier interne est lié par ultrasons au directeur d'énergie. Ainsi, la présente invention réduit la complexité et le coût par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. REVENDICATIONS 1. Bloc de batterie contenant au moins une cellule, caractérisé par - un boîtier externe prévu pour recevoir au moins ladite cellule, ledit boîtier externe possédant une surface interne; - une surface de liaison située sur ladite surface interne dudit boîtier externe; - un boîtier interne prévu pour encapsuler au moins ladite cellule dans ledit boîtier externe et possédant une surface pour la liaison sur ladite surface de liaison dudit boîtier externe; et - une liaison prévue, sur ladite surface de liaison pour fixer ledit boîtier interne sur ledit boîtier externe, dans ledit boîtier externe. 2. Bloc de batterie selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit boîtier interne est constitué d'une matière plastique moulée thermoformée possédant une partie d'épaulement et une partie de pied, ladite liaison étant prévue sur ladite partie de pied. 3. Bloc de batterie selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite surface de liaison est constituée par un directeur d'énergie pour une liaison par ultrasons sur ledit boîtier interne. 4. Bloc de batterie selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite surface de liaison est constituée par une paroi prévue pour contenir ladite batterie. 5. Bloc de batterie contenant au moins une cellule, caractérisé par - un boîtier externe possédant une surface interne et une paroi se projetant de ladite surface interne et prévue pour recevoir au moins ladite cellule; - une surface de liaison située sur ledit boîtier externe; et - un boîtier interne prévu pour recouvrir ladite paroi et au moins la cellule, bloc dans lequel ledit boîtier interne est lié à ladite surface de liaison dudit boîtier externe. o. Bloc de batterie selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite surface de liaison est constituée par un directeur d'énergie pour une liaison par ultrasons sur ledit boîtier interne. 7. Bloc de batterie contenant au moins une cellule, caractérisé par - un boîtier externe prévu pour recevoir au moins ladite cellule; - un directeur d'énergie placé le long d'une surface interne dudit boîtier externe; et - un boîtier interne prévu pour encapsuler au moins ladite cellule dans ledit boîtier externe, ledit boîtier interne possédant une partie de pied placée sur ledit directeur d'énergie, ladite partie de pied étant liée par ultrasons audit directeur d'énergie. 8. Procédé de formation d'un bloc de batterie, caractérisé par les étapes suivantes - la formation d'une surface de liaison le long d'une surface interne d'un boîtier externe; - le positionnement d'au moins une cellule dans ladite surface de liaison dudit boîtier externe du bloc de batterie; - l'incorporation d'au moins la cellule dans ledit boîtier externe avec un boîtier interne, le boîtier interne possédant une surface de liaison correspondant à la surface de liaison du boîtier externe; et - la liaison de la surface de liaison correspondante du boîtier interne à la surface de liaison du boîtier externe. 9. Procédé de formation d'un bloc de batterie selon la revendication caractérisé en ce que ladite étape de liaison de la surface de liaison correspondante du boîtier interne sur la surface de liaison du boîtier externe consiste à prévoir une liaison par ultrasons sur un pied du boîtier interne avec un directeur d'énergie placé sur le boîtier externe. 10. Bloc de batterie contenant au moins une cellule, caractérisé par - un boîtier externe possédant une paroi se projetant de sa surface interne et prévue pour recevoir au moins ladite cellule; - un directeur d'énergie placé le long d'une surface interne dudit boîtier externe adjacente à ladite paroi; et - un boîtier interne formé d'une matière plastique thermoformée prenant pratiquement la forme de ladite paroi et prévu pour encapsuler au moins ladite cellule dans ledit boîtier externe, ledit boîtier interne possédant une partie de pied placée sur ledit directeur d'énergie, ladite partie de pied étant liée par ultrasons audit directeur-d'énergie.