Brevet FR2919117A1 — publié le 20090123

ENSEMBLE DE BATTERIES La présente invention porte sur un ensemble de batteries et, plus particulièrement, sur un ensemble de batteries qui utilise un ensemble de bâti et une pluralité de bandes de guidage pour permettre à une pluralité de batteries au lithium d'être connectées en parallèle, et utilise une pluralité d'unités de sécurité pour déconnecter toute batterie au lithium défaillante pour éviter une coupure immédiate de la puissance électrique. Un ensemble de batteries fournit une puissance à un mécanisme, et l'ensemble de batteries doit avoir une tension élevée et un courant important, de telle sorte que l'ensemble de batteries peut actionner le mécanisme de manière efficace. Et en tant que seule énergie pour actionner le mécanisme, l'utilisation d'un ensemble de batteries est très importante pour le mécanisme. Plusieurs batteries d'un ensemble de batteries classique sont installées dans un boîtier après que les batteries sont connectées en parallèle, et les deux extrémités du circuit sont connectées à deux têtes polaires par le circuit en parallèle. Les têtes polaires fournissent une tension élevée et un courant important au mécanisme, et produisent suffisamment de puissance. Un ensemble de batteries classique est utilisé habituellement pour un appareillage, tel qu'un véhicule électrique, une machine mobile et une machine de commande à distance. Cependant, l'ensemble de batteries classique présente toujours les inconvénients suivants. Tout d'abord, étant donné que les différentes batteries en connexion en parallèle sont installées dans un boîtier, le circuit en parallèle est complexe et, avec l'augmentation du nombre de batteries, le nombre de 1 circuits en parallèle sera multiplié. Il en résulte que les fils conducteurs occuperont trop d'espace, et ceci est la principale raison pour laquelle l'énergie électrique de l'ensemble de batteries classiques est difficile à améliorer. En second lieu, si l'une quelconque des batteries est défaillante, ceci non seulement produira un courant excessif qui détruira l'appareillage de circuit de mécanisme, mais encore produira une chaleur élevée, pouvant provoquer des dangers sérieux. Pour surmonter les problèmes mentionnés ci-dessus, un autre ensemble de batteries a été développé, celui-ci comprenant un fusible qui est fixé à une extrémité du circuit en parallèle. Lorsqu'un courant important se produit, le fusible coupera la puissance électrique du boîtier de batterie entier immédiatement, de façon à éviter la production d'une chaleur élevée ou d'un courant élevé, améliorant ainsi la sécurité. Cependant, un tel ensemble de batteries provoquera d'autres problèmes. Etant donné que le fusible coupe la puissance électrique du boîtier de batterie entier immédiatement lorsqu'un courant important est produit, la puissance disparaîtra immédiatement. Il en résulte qu'un véhicule électrique peut s'arrêter au centre de la route, une machine mobile peut s'arrêter dans une zone dangereuse et une machine de commande à distance peut perdre l'énergie de retour. La seule solution au problème mentionné ci-dessus est de proposer un système de batterie de rechange, mais un tel système de batterie de rechange augmentera le coût et occupera trop d'espace. Par conséquent, un ensemble de batteries perfectionné est requis pour réduire les pannes et économiser l'espace d'installation. La présente invention a pour but d'atténuer et/ou de palier les inconvénients décrits ci-dessus. L'objectif principal de la présente invention est de proposer un ensemble de batteries qui résout le problème classique de sécurité provoqué par la défaillance d'une simple batterie. Conformément à la présente invention, il est proposé un ensemble de batteries qui comprend : un ensemble de bâti ; six bandes de guidages ; deux têtes polaires ; une pluralité de batteries au lithium ; une pluralité de pièces de guidage ; une pluralité d'unités de sécurité ; trois bandes de guidage. Les six bandes de guidages sont faites de métal de conductivité élevée et fixées à l'ensemble de bâti, un espace de confinement étant formé entre les bandes de guidage et l'ensemble de bâti. Les deux têtes polaires sont fixées à une extrémité de l'ensemble de bâti et connectées aux bandes de guidage par des fils de connexion. Les différentes batteries au lithium sont disposées de façon ordonnée dans l'espace de confinement entre les bandes de guidage et l'ensemble de bâti, un pôle positif et un pôle négatif de chaque batterie au lithium étant situés de façon correspondante sur au moins une bande de guidage. Une extrémité de chaque pièce de guidage est connectée à chaque batterie au lithium, l'autre extrémité de chaque pièce de guidage est fixée à la bande de guidage associée, de telle sorte que les batteries au lithium sont électriquement connectées aux bandes de guidage. Les unités de sécurité sont installées sur les pièces de guidage et correspondent en nombre au nombre de batteries au lithium et sont disposées pour déconnecter les pièces de guidage lorsqu'un courant important est produit. L'ensemble de bâti est en forme de I et comprend une plaque de séparation et deux bâtis latéraux, chaque bâti latéral comportant trois trous taraudés. Les trois bandes de guidages sont disposées de chaque côté de l'ensemble de bâti, autrement dit, une bande de guidage médiane et deux bandes de guidage externes, les extrémités des bandes de guidage étant fixées aux deux bâtis latéraux de l'ensemble de bâti par des vis, et chaque bande de guidage comporte une pluralité de trous taraudés. Les deux pôles de chaque batterie au lithium sont tournés vers la bande de guidage médiane et les bandes de guidage externes adjacentes. Une extrémité de chaque pièce de guidage est connectée à un pôle de la batterie au lithium associée, l'autre extrémité de chaque pièce de guidage étant verrouillée en position par une vis dans le trou taraudé de chaque bande de guidage, de telle sorte que les batteries au lithium sont connectées en parallèle. La coopération de l'ensemble de bâti avec les bandes de guidage permet aux batteries au lithium d'être connectées en parallèle. De plus, les batteries au lithium peuvent être disposées dans l'espace de confinement de manière serrée, fournissant ainsi suffisamment de puissance à partir d'un petit volume. De plus, lorsque les bandes de guidage sont disposées en ordre, tel que pôle positif, pôle négatif etc., un isolant peut être disposé entre la bande de guidage positive et la bande de guidage négative pour séparer les bandes de guidage. L'isolant peut être fait d'une matière isolante et peut être en forme de feuille, en forme de plaque ou en forme de couvercle. Et les bandes de guidage et les têtes polaires peuvent être faites d'un matériau de métal conducteur, tel que le cuivre, l'argent, le nickel et le cadmium. Les pièces de guidage peuvent être faites de cuivre, de nickel, d'or ou d'argent. L'ensemble de bâti mentionné ci-dessus, les bandes de guidage, les batteries au lithium, l'isolant et les unités de sécurité peuvent être fixés par les procédés de verrouillage, soudage et couverture. La présente invention a donc pour objet un ensemble de batteries, caractérisé par le fait qu'il comprend : un ensemble de bâti ; six bandes de guidages faites de métal de conductivité élevée et fixées à l'ensemble de bâti, un espace de confinement étant formé entre les bandes de guidage et l'ensemble de bâti ; deux têtes polaires fixées à une extrémité de l'ensemble de bâti et connectées aux bandes de guidage par des fils de connexion ; une pluralité de batteries au lithium disposées de façon ordonnée dans l'espace de confinement entre les bandes de guidage et l'ensemble de bâti, un pôle positif et un pôle négatif de chaque batterie au lithium étant situés de façon correspondante sur au moins une bande de guidage ; une pluralité de pièces de guidage, une extrémité de chaque pièce de guidage étant connectée à chaque batterie au lithium, l'autre extrémité de chaque pièce de guidage étant fixée à la bande de guidage associée, de telle sorte que les batteries au lithium sont électriquement connectées aux bandes de guidage ; et une pluralité d'unités de sécurité installées sur les pièces de guidage et correspondant en nombre au nombre de batteries au lithium et disposées pour déconnecter les pièces de guidage lorsqu'un courant important est produit ; l'ensemble de bâti étant en forme de I et comprenant une plaque de séparation et deux bâtis latéraux, chaque bâti latéral comportant trois trous taraudés ; trois bandes de guidages étant disposées de chaque côté de l'ensemble de bâti, autrement dit, une bande de guidage médiane et deux bandes de guidage externes, les extrémités des bandes de guidage étant fixées aux deux bâtis latéraux de l'ensemble de bâti par des vis, et chaque bande de guidage comportant une pluralité de trous taraudés ; les deux pôles de chaque batterie au lithium étant tournés vers la bande de guidage médiane et les bandes de guidage externes adjacentes ; et une extrémité de chaque pièce de guidage étant connectée à un pôle de la batterie au lithium associée, l'autre extrémité de chaque pièce de guidage étant verrouillée en position par une vis dans le trou taraudé de chaque bande de guidage, de telle sorte que les batteries au lithium sont connectées en parallèle. L'ensemble de batterie peut comprendre en outre une pluralité d'isolants, les isolants étant en forme de feuille et étant fixés entre les bandes de guidage connectées aux pôles positifs des batteries au lithium et les bandes de guidage connectées aux pôles négatifs des batteries au lithium. L'ensemble de batterie peut comprendre en outre un boîtier, le boîtier étant prévu pour recevoir l'ensemble de bâti et les têtes polaires étant disposées à l'extérieur du boîtier. Les batteries au lithium peuvent être connectées par paires en série, puis connectées en parallèle aux bandes de guidage. 5 10 25 Les batteries au lithium connectées en série peuvent être connectées par les pièces de guidage. Les pièces de guidage peuvent être faites de cuivre, de nickel, d'argent ou d'or. La présente invention ressortira davantage à la lecture de la description suivante faite en liaison avec les dessins annexés qui montrent, à des fins d'illustrations seulement, les modes de réalisation préférés selon l'invention. - la Figure 1 est une vue de face d'un ensemble de batteries selon la présente invention ; - la Figure 2 est une vue en perspective de l'ensemble de 15 batteries selon la présente invention ; - la Figure 3 est une vue de côté de l'ensemble de batteries selon la présente invention ; 20 - la Figure 4 est un diagramme de circuit de l'ensemble de batteries selon la présente invention ; - la Figure 5 est une vue illustrative montrant comment l'ensemble de batteries coopère avec un boîtier ; et - la Figure 6 est un autre diagramme de circuit de l'ensemble de batteries selon la présente invention. Si l'on se réfère aux Figures 1 à 3, on peut voir 30 qu'un ensemble de batteries selon la présente invention comprend un ensemble de bâti 10, six bandes de guidage 20, deux têtes polaires 30 et 31, une pluralité de batteries au lithium 40, une pluralité de pièces de guidage 50, une pluralité d'unités de sécurité 60 et une pluralité d'isolants 70. L'ensemble de bâti 10 est en forme de I et est formé d'un seul tenant par une plaque de séparation 11 et deux bâtis latéraux 12 et chaque bâti latéral 12 comporte trois trous taraudés. Chaque bande de guidage 20 est faite d'un métal présentant une conductivité élevée et les deux extrémités de chaque bande de guidage 20 sont fixées aux bâtis latéraux 12 aux deux extrémités de l'ensemble de bâti 10 par des vis. Les deux côtés de l'ensemble de bâti 10 sont dotés de trois bandes de guidage 20, respectivement, à savoir, une bande de guidage médiane 20 et deux bandes de guidage externes 20. Un espace de confinement 21 est formé entre les trois bandes de guidage 20 et l'ensemble de bâti 10 et est situé de chaque côté de l'ensemble de bâti 10, et chaque bande de guidage 20 comporte une pluralité de trous taraudés 22. Les têtes polaires 30 et 31 sont installées sur le bâti latéral 12 à une extrémité de l'ensemble de bâti 10 de celles-ci et sont connectées aux bandes de guidage 20 par connexion des fils conducteurs 301 et 311, respectivement. Les batteries au lithium 40 sont disposées de façon ordonnée dans les espaces de confinement 21 entre les bandes de guidage 20 et l'ensemble de bâti 10, respectivement. Le pôle positif de chaque batterie au lithium 40 est tourné vers la bande de guidage médiane 20, et le pôle négatif de chaque batterie au lithium 40 est tourné vers la bande de guidage externe adjacente 20. Une extrémité de chaque pièce de guidage 50 est connectée à un pôle de la batterie au lithium associée 40 et l'autre extrémité de chaque pièce de guidage 50 est verrouillée en position par une vis 51 dans le trou taraudé 22 de la bande de guidage associée 20. Chaque unité de sécurité 60 est disposée sur la bande de guidage adjacente 50 et est située de façon correspondante sur chaque batterie au lithium 40, et l'unité de sécurité 60 déconnectera la pièce de guidage 50 immédiatement lorsqu'un courant important est produit. Les isolants 70 sont des feuilles transparentes et sont fixés entre les bandes de guidage 20 connectées aux pôles positifs des batteries au lithium 40 et les bandes de guidage 20 connectées aux pôles négatifs des batteries au lithium 40 de façon à éviter l'interférence du courant électrique lorsque les pôles positifs sont situés trop près des pôles négatifs. Ce qui vient d'être mentionné est la structure et l'emplacement de chaque sous-ensemble, ce qui suit est une illustration du fonctionnement de l'invention. Si l'on se réfère à la Figure 4, on peut voir que les deux côtés de l'ensemble de bâti 10 sont installés avec trois bandes de guidage 20, respectivement, et l'espace de confinement 21 est formé entre les trois bandes de guidage 20 et l'ensemble de bâti 10 et est situé de chaque côté de l'ensemble de bâti 10. Les batteries au lithium 40 sont disposées de façon ordonnée dans les espaces de confinement 21 entre les bandes de guidage 20 et l'ensemble de bâti 10, respectivement. Le pôle positif de chaque batterie au lithium 40 est tourné vers la bande de guidage médiane 20, et le pôle négatif de chaque batterie au lithium 40 est tourné vers la bande de guidage externe 20. De plus, les batteries au lithium 40 sont connectées aux bandes de guidage 20 par les pièces de guidage 50. Par de telles dispositions, la coopération de l'ensemble de bâti 10 avec les bandes de guidage 20 permet aux batteries au lithium 40 d'être connectées en parallèle. De plus, les batteries au lithium 40 sont disposées dans les petits espaces de confinement 21, fournissant ainsi suffisamment de puissance à partir d'un petit volume. De ce fait, l'ensemble de batteries de puissance de type à séparation indépendante de la présente invention est approprié à des applications nécessitant une source de puissance élevée, et étant donné que sa dimension est petite, la présente invention est particulièrement appropriée pour un appareillage tel qu'un véhicule électrique, un motocycle ou une bicyclette électrique. Le point-clé est qu'une extrémité de chaque pièce de guidage 50 est connectée aux pôles positif et négatif de chaque batterie au lithium 40 et l'autre extrémité de chaque pièce de guidage 50 est fixée en position par la vis associée 51 dans le trou taraudé 22 de chaque bande de guidage 20. Chaque unité de sécurité 60 est disposée sur la pièce de guidage associée 50 et est située de façon correspondante à chaque batterie au lithium 40, et l'unité de sécurité 60 déconnectera la pièce de guidage 50 immédiatement lorsqu'un courant important est produit. Par là, chaque batterie au lithium 40 en connexion en parallèle a sa propre unité de sécurité 60. Lorsque n'importe quelle batterie au lithium 40 est défaillante ou produit un courant anormal, l'unité de sécurité 60 déconnectera la pièce de guidage 50 près de la batterie au lithium 40 immédiatement, autrement dit, l'unité de sécurité 60 déconnectera le circuit de la batterie au lithium 40 de façon efficace. En même temps, les autres batteries au lithium 40 en connexion en parallèle ne seront pas influencées, et l'énergie électrique parallèle totale peut encore produire suffisamment de puissance. De ce fait, la présente invention peut empêcher les dangers produits par la coupure immédiate de la puissance électrique ou l'arrêt de la puissance. Si l'on se réfère à la Figure 5, on peut noter qu'un boîtier 80 peut être utilisé pour recevoir l'ensemble de bâti complet 10, avec les têtes polaires 30 et 31 exposées hors du boîtier 80. Un tel arrangement non seulement facilite l'assemblage de la présente invention, mais encore peut protéger les batteries au lithium 40 et les unités de sécurité 60 (par exemple, étanchéité à l'eau, étanchéité aux poussières et caractère antichoc). De plus, la disposition des vis 51 pour verrouiller les composants facilite l'assemblage et l'entretien de l'ensemble de la présente invention. Si l'on se réfère à la Figure 6, on peut voir que les batteries au lithium 40 peuvent être connectées par paires en série et peuvent ensuite être connectées en parallèle aux bandes de guidage 20. Etant donné que les batteries au lithium 40 connectées en série peuvent être connectées par les pièces de guidage 50, les batteries 40 peuvent être connectées par paires en série puis connectées en parallèle. Par de tels arrangements, chaque paire de batteries connectées en série 40 peut partager une unité de sécurité 60, de façon à réduire le nombre d'unités de sécurité 60. REVENDICATIONS 1 - Ensemble de batteries, caractérisé par le fait qu'il comprend : - un ensemble de bâti (10) ; - six bandes de guidages (20) faites de métal de conductivité élevée et fixées à l'ensemble de bâti (10), un espace de confinement (21) étant formé entre les bandes de guidage (20) et l'ensemble de bâti (10) ; - deux têtes polaires (30, 31) fixées à une extrémité de l'ensemble de bâti (10) et connectées aux bandes de guidage (20) par des fils de connexion (301, 311) ; - une pluralité de batteries au lithium (40) disposées de façon ordonnée dans l'espace de confinement (21) entre les bandes de guidage (20) et l'ensemble de bâti (10), un pôle positif et un pôle négatif de chaque batterie au lithium (40) étant situés de façon correspondante sur au moins une bande de guidage (20) ; - une pluralité de pièces de guidage (50), une extrémité de chaque pièce de guidage (50) étant connectée à chaque batterie au lithium (40), l'autre extrémité de chaque pièce de guidage (50) étant fixée à la bande de guidage (20) associée, de telle sorte que les batteries au lithium (40) sont électriquement connectées aux bandes de guidage (20) ; et - une pluralité d'unités de sécurité (60) installées sur les pièces de guidage (50) et correspondant en nombre au nombre de batteries au lithium (40) et disposées pour déconnecter les pièces de guidage (50) lorsqu'un courant important est produit ; - l'ensemble de bâti (10) étant en forme de I et comprenant une plaque de séparation (11) et deux bâtislatéraux (12), chaque bâti latéral (12) comportant trois trous taraudés ; trois bandes de guidages (20) étant disposées de chaque côté de l'ensemble de bâti (10), autrement dit, une bande de guidage (20) médiane et deux bandes de guidage (20) externes, les extrémités des bandes de guidage (20) étant fixées aux deux bâtis latéraux (12) de l'ensemble de bâti (10) par des vis (51), et chaque bande de guidage (20) comportant une pluralité de trous taraudés (22) ; les deux pôles de chaque batterie au lithium (40) étant tournés vers la bande de guidage (20) médiane et les bandes de guidage (20) externes adjacentes ; et une extrémité de chaque pièce de guidage (50) étant connectée à un pôle de la batterie au lithium (40) associée, l'autre extrémité de chaque pièce de guidage (50) étant verrouillée en position par une vis (51) dans le trou taraudé (22) de chaque bande de guidage (20), de telle sorte que les batteries au lithium (40) sont connectées en parallèle. 2 - Ensemble de batterie selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une pluralité d'isolants (70), les isolants (70) étant en forme de feuille et étant fixés entre les bandes de guidage (20) connectées aux pôles positifs des batteries au lithium (40) et les bandes de guidage (20) connectées aux pôles négatifs des batteries au lithium (40). 3 - Ensemble de batteries selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un 30 boîtier (80), le boîtier (80) étant prévu pour recevoir l'ensemble de bâti (10) et les têtes polaires (30, 31) étant disposées à l'extérieur du boîtier (80). 4 - Ensemble de batteries selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les batteries au lithium (40) sont connectées par paires en série, puis connectées en parallèle aux bandes de guidage (20). 5 - Ensemble de batteries selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les batteries au lithium (40) connectées en série sont connectées par les pièces de guidage (50). 6 - Ensemble de batteries selon la revendication 10 1, caractérisé par le fait que les pièces de guidage (50) sont faites de cuivre, de nickel, d'argent ou d'or.