Brevet FR2949390A1 — publié le 20110304

DISPOSITIF D'EVACUATION DES GAZ GENERES PAR DES ACCUMULATEURS ELECTRIQUES D'UN VEHICULE HYBRIDE La présente invention concerne un dispositif d'évacuation de gaz générés par des accumulateurs électriques sur un véhicule hybride, ainsi qu'un véhicule équipé d'un tel dispositif. Les véhicules hybrides comportent généralement un moteur thermique, et une machine électrique qui peut générer un couple moteur ou un couple de freinage, reliée à des accumulateurs d'énergie électrique basés sur un principe électrochimique. Suivant la demande du conducteur et les conditions de roulage, l'une ou l'autre de ces motorisations est sélectionnée pour réduire la consommation de carburant et les émissions polluantes. En cas de défaillance grave de certaines cellules disposées en batterie dans les accumulateurs électriques, ces cellules peuvent émettre une quantité importante de gaz chauds et inflammables. Notamment même avec le contact du véhicule coupé, une cellule unitaire d'un accumulateur peut exceptionnellement subir une défaillance à n'importe quel moment, et libérer des gaz toxiques ou inflammables. A titre d'exemple, un accumulateur au lithium-ion peut libérer sous forme gazeuse de l'hydrogène, du monoxyde d'azote, du dioxyde d'azote ou du méthane, à une température maximum de 450°C, avec un volume pouvant atteindre 3001 délivré pendant une durée de 1,5s. Il est nécessaire de prévoir une évacuation de ces gaz qui évite tous risques d'inflammation ou d'explosion, en les éloignant notamment des sources chaudes du véhicule. Un dispositif connu présenté notamment dans le document JP2006-182264, comporte une canalisation d'évacuation des gaz reliant un réceptacle étanche contenant les accumulateurs électriques, à la ligne d'échappement du moteur thermique. De cette manière en cas de défaillance d'une cellule d'accumulateur électrique, les gaz récupérés dans le réceptacle étanche sont conduits par la canalisation vers la ligne d'échappement, pour être évacués vers l'arrière du véhicule et en direction du sol, où ils sont éloignés des sources chaudes de ce véhicule. Un problème qui se pose est que la ligne d'échappement étant reliée au moteur thermique monté sur des supports élastiques, pour filtrer ses vibrations par rapport à caisse du véhicule, elle subit les débattements de ce moteur thermique. De plus la ligne d'échappement peut chauffer fortement, et sa longueur peut s'accroitre de plusieurs centimètres. Les accumulateurs électriques étant fixés sur la caisse du véhicule, il peut donc y avoir des mouvements importants entre eux et la ligne d'échappement, qui doivent être compensés par un système fiable de déplacement disposé sur la canalisation d'évacuation des gaz générés par les accumulateurs électriques. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et de garantir sur un véhicule hybride pendant sa durée de vie, une bonne évacuation des gaz pouvant être générés par des accumulateurs électriques. Elle propose à cet effet un dispositif d'évacuation des gaz générés par des accumulateurs électriques d'un véhicule hybride comprenant un moteur thermique, et une machine électrique alimentée par ces accumulateurs électriques comportant un réceptacle de recueillement des gaz, relié par le dispositif d'évacuation des gaz à la ligne d'échappement du moteur thermique, caractérisé en ce que le dispositif d'évacuation des gaz comprend une canalisation d'évacuation comportant successivement en partant du réceptacle, un moyen de compensation des mouvements de la ligne d'échappement, et un moyen d'isolation thermique des gaz d'échappement. Un avantage de ce dispositif d'évacuation de gaz générés par les accumulateurs électriques, est que la combinaison des deux moyens de compensation et d'isolation permet notamment de prévoir un raccord souple et économique de compensation des mouvements de la ligne d'échappement, qui ne subit pas les températures élevées des gaz d'échappement grâce au moyen d'isolation thermique disposé vers cette ligne d'échappement. Le dispositif d'évacuation des gaz générés par les accumulateurs selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le moyen de compensation des mouvements comporte un tube souple comprenant un élastomère. Avantageusement, le tube souple comporte un élastomère à base de silicone. Le tube souple peut être serré à ses extrémités, par des colliers sur des embouts tubulaires formant des raccordements. Avantageusement, le moyen d'isolation thermique des gaz d'échappement comporte un clapet anti-retour qui empêche les gaz d'échappement de remonter de la ligne d'échappement, vers le moyen de compensation des mouvements. Selon un mode de réalisation, le dispositif d'évacuation des gaz est relié à une boîte de raccordement fermée qui entoure une section longitudinale d'un tube de la ligne d'échappement, cette section comportant des perçages. La boîte de raccordement peut comprendre deux demi-coquilles venant de part et d'autre du tube d'échappement et assemblées entre elles, une étanchéité étant assurée entre cette boîte de raccordement et chaque extrémité de la section longitudinale de ce tube d'échappement. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif d'évacuation des gaz est relié sur la ligne d'échappement, à un élément de dépollution, à un silencieux ou à un récupérateur thermique. L'invention a aussi pour objet un véhicule hybride comprenant un moteur thermique, une machine électrique alimentée par des accumulateurs électriques comportant un réceptacle de recueillement des gaz générés par ces accumulateurs, et un dispositif d'évacuation des gaz vers la ligne d'échappement du moteur thermique, le dispositif d'évacuation des gaz comportant de plus l'une quelconque des caractéristiques précédentes. Avantageusement, les accumulateurs électriques comportent des cellules électrochimiques au lithium-ion. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un dispositif d'évacuation des gaz générés par des accumulateurs électriques sur un véhicule hybride, selon l'invention ; et - la figure 2 est un schéma d'un dispositif d'évacuation des gaz suivant une variante. La figure 1 présente sur un véhicule hybride comprenant un moteur thermique M ainsi qu'une machine électrique de traction, des accumulateurs électriques 2 reliés à cette machine électrique, comprenant une batterie de cellules électrochimiques. Les accumulateurs électriques 2 sont enfermés dans un réceptacle 4 pouvant recueillir des gaz éventuellement émis par les cellules composant ces accumulateurs. Avantageusement dans l'accumulateur électrique 2 chaque cellule est isolée des autres pour éviter des risques de propagation de la défaillance vers d'autres cellules. Le réceptacle 4 ainsi que les accumulateurs 2 compris dedans, sont fixés sur la caisse 6 du véhicule hybride. Une sortie 8 du réceptacle fermé 4, traverse le plancher de la caisse 6 du véhicule, et constitue le départ d'une canalisation 1 qui conduit les gaz émis par les accumulateurs 2 vers la ligne d'échappement du moteur thermique. On trouve ensuite sur la canalisation 1 un tube de liaison en élastomère 10, qui est relié à une boîte de raccordement 14 fixée sur un tube 16 de la ligne d'échappement. Le tube de liaison souple 10 vient enserrer une partie tubulaire de la sortie 8 du réceptacle 4, et une autre d'entrée de la boîte de raccordement 14, des colliers de serrage 12 disposés sur les parties enserrées de ce tube souple venant sécuriser ces liaisons. La ligne d'échappement est reliée vers l'avant au moteur thermique M du véhicule, et comporte vers l'arrière une sortie 18 qui rejette les gaz d'échappement émis par ce moteur thermique, et éventuellement les gaz émis par les accumulateurs électriques 2, vers le sol à l'arrière du véhicule. Les gaz rejetés sont ainsi bien éloignés des sources chaudes du véhicule, et ne peuvent s'enflammer. La boîte de raccordement 14 est formée d'une tôle qui entoure une section longitudinale du tube d'échappement 16, avec une étanchéité 22 aux extrémités de cette section, pour former un petit volume fermé autour de cette section longitudinale qui est relié à la partie d'entrée tubulaire de la boîte de raccordement. La section longitudinale du tube d'échappement 16 se trouvant dans la boîte de raccordement 14, comporte une série de perçages régulièrement répartis autour de ce tube, pour permettre une libre communication sans perte de charge notable des gaz pouvant être émis par les accumulateurs 2 avec un fort débit, de la canalisation 1 vers le tube d'échappement 16. En particulier la boîte de raccordement 14 peut comprendre deux demi-coquilles symétriques venant de part et d'autre de la section du tube d'échappement 16 ayant reçu les perçages 20, pour être soudées entre elles. L'étanchéité 22 peut comprendre des joints souples, ou des soudures de la boîte de raccordement 14 sur le tube d'échappement 16. On notera que la boîte de raccordement 14 constitue un renforcement du tube d'échappement 16, à un endroit où il reçoit les perçages 20 qui l'affaiblissent. On notera aussi que cette disposition comprenant des perçages du tube d'échappement 16 disposés dans la boîte de raccordement 14, peut de plus constituer un silencieux complémentaire qui atténue les bruits des gaz d'échappements. La partie d'entrée tubulaire de la boîte de raccordement 14 reçoit à l'intérieur un clapet 24 qui ne laisse passer les gaz que du réceptacle 4 vers le tube d'échappement 16, de manière à éviter pendant un fonctionnement normal une remontée des gaz d'échappement émis par le moteur thermique M vers le tube de liaison souple 10, pour protéger les accumulateurs électriques 2 de ces gaz. De plus le clapet 24 constitue un moyen d'isolation thermique du tube souple 10, des gaz d'échappement. De cette manière les gaz d'échappement ne viennent pas chauffer le tube souple 10 disposé en amont du clapet 24, ce qui permet d'utiliser notamment pour réaliser ce tube souple, un élastomère au silicone pouvant tenir en pointe à des températures de l'ordre de 200 à 250°C. De plus, une protection complémentaire comme un écran thermique peut être disposée entre le tube souple 10 et le tube d'échappement 16, de manière à éviter une exposition de ce tube souple au rayonnement thermique émis par ce tube. En cas de défaillance d'un accumulateur électrique 2, les gaz émis par la cellule peuvent atteindre 450°C, mais pendant une durée très courte inférieure à deux secondes qui fait que le tube souple 10 n'a pas le temps de chauffer et de se dégrader. Le tube souple 10 réalisé en élastomère forme un découplage simple et économique, qui permet d'isoler de manière efficace les vibrations du tube d'échappement venant du moteur thermique M, et de compenser les dilatations de la ligne d'échappement sans transmettre de contrainte mécanique sur le réceptacle 4 des accumulateurs 2. Ce système permet d'assurer la fiabilité du dispositif d'évacuation des gaz 1 pouvant être émis par les accumulateurs 2. La figure 2 présente en variante une canalisation 1 venant du réceptacle 4 contenant les accumulateurs électriques 2, qui débouche dans la face avant d'un silencieux 30 disposé sur la ligne d'échappement du véhicule hybride, autour de perçages 32 du tube d'échappement 16. La face transversale avant du silencieux 30 comprend une partie tubulaire tournée vers l'avant, qui contient le clapet 24. Le tube souple 10 enserre la partie tubulaire, pour former une liaison sécurisée par un collier de serrage 12. D'une manière générale, la ligne d'échappement du moteur thermique M comportant successivement des boîtes formant des éléments de dépollution ou des silencieux, traversées par le flux des gaz d'échappement, il est possible de prévoir un raccordement de la canalisation 1 d'évacuation de gaz, sur l'une quelconque de ces boîtes. Pour un véhicule hybride comprenant un moteur thermique de traction disposé à l'avant, la ligne d'échappement parcourt toute la longueur du véhicule d'avant en arrière, et il est toujours possible de prévoir quelque soit la position des accumulateurs électriques 2 dans ce véhicule, un raccordement à proximité suivant l'invention, avec une canalisation 1 qui reste courte. Le dispositif d'évacuation des gaz suivant l'invention peut être utilisé avantageusement avec des accumulateurs au lithium-ion qui peuvent générer des gaz en quantité importante, mais aussi avec tous types d'accumulateurs électriques susceptibles de générer des gaz. REVENDICATIONS1 ù Dispositif d'évacuation des gaz générés par des accumulateurs électriques (2) d'un véhicule hybride comprenant un moteur thermique (M), et une machine électrique alimentée par ces accumulateurs électriques (2) comportant un réceptacle (4) de recueillement des gaz, relié par le dispositif d'évacuation des gaz (1) à la ligne d'échappement (16) du moteur thermique (M), caractérisé en ce que le dispositif d'évacuation des gaz (1) comprend une canalisation d'évacuation comportant successivement en partant du réceptacle (4), un moyen de compensation des mouvements (10) de la ligne d'échappement, et un moyen d'isolation thermique (24) des gaz d'échappement. 2 ù Dispositif d'évacuation des gaz suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de compensation des mouvements comporte un tube souple (10) comprenant un élastomère. 3 ù Dispositif d'évacuation des gaz suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le tube souple (10) comporte un élastomère à base de silicone. 4 ù Dispositif d'évacuation des gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tube souple (10) est serré à ses extrémités, par des colliers (12) sur des embouts tubulaires formant des raccordements. 5 ù Dispositif d'évacuation des gaz suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'isolation thermique des gaz d'échappement comporte un clapet anti-retour (24) qui empêche les gaz d'échappement de remonter de la ligne d'échappement (16), vers le moyen de compensation des mouvements (10). 6 ù Dispositif d'évacuation des gaz suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est relié à une boîte de raccordement fermée (14) qui entoure une section longitudinale d'un tube (16) de la ligne d'échappement, cette section comportant des perçages.7 û Dispositif d'évacuation des gaz suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la boîte de raccordement (14) comprend deux demi-coquilles venant de part et d'autre du tube d'échappement (16) et assemblées entre elles, une étanchéité (22) étant assurée entre cette boîte de raccordement et chaque extrémité de la section longitudinale de ce tube d'échappement. 8 û Dispositif d'évacuation des gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est relié sur la ligne d'échappement, à un élément de dépollution, à un silencieux ou à un récupérateur thermique. 9 û Véhicule automobile hybride comprenant un moteur thermique (M), une machine électrique alimentée par des accumulateurs électriques (2) comportant un réceptacle (4) de recueillement des gaz générés par ces accumulateurs, et un dispositif d'évacuation des gaz (1) vers la ligne d'échappement (16) du moteur thermique (M), caractérisé en ce que le dispositif d'évacuation des gaz est réalisé suivant l'une quelconque des revendications précédentes. 10 û Véhicule automobile hybride suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les accumulateurs électriques (2) comportent des cellules électrochimiques au lithium-ion.