Brevet FR2950191A1 — publié le 20110318

Module de stockage d'énergie, notamment pour un système micro-hybride de véhicule automobile L'invention concerne un module de stockage d'énergie, notamment pour un système, par exemple micro-hybride, de véhicule automobile. On connaît des véhicules comportant une machine électrique tournante reliée électriquement à un module de stockage d'énergie. Ce module de stockage d'énergie peut comporter au moins une cellule de stockage d'énergie formée par un super condensateur ou en variante par une batterie, par exemple au plomb, ou au lithium, ou encore au nickel. Ces cellules de stockage d'énergie sont enfermées dans un boîtier du module de stockage d'énergie. Lorsque ces cellules de stockage d'énergie sont opérationnelles, il est possible qu'elles soient soumises à des contraintes d'utilisation néfastes pour elles. Par exemple lorsqu'elles sont chargées électriquement, notamment par la machine électrique, ou encore par un autre module de stockage d'énergie du véhicule, il est possible que ces cellules soient soumises à des surtensions. Les surtensions génèrent une élévation de température, celle-ci pouvant par exemple atteindre une valeur supérieure à 100°C. Ainsi, une partie de l'électrolyte de la cellule, dont le point d'ébullition est approximativement autour de 80°C pour l'acétonitrile, devient gazeux. Les cellules de stockage d'énergie peuvent s'ouvrir par surpression interne grâce à des valves de surpression disposées sur les cellules, et ainsi expulser du gaz, composé par exemple de l'un au moins d'acétonitrile et d'hydrogène saturé en acétonitrile. En entrant en contact avec le boîtier, du gaz se condense et se transforme en acétonitrile liquide que l'on retrouve dans le boîtier. L'inconvénient des modules de stockage d'énergie connus est donc qu'il y a des risques de trouver, lors de l'ouverture du boîtier du module, un mélange d'électrolyte gazeux et liquide à l'intérieur de ce boîtier, hors des cellules de stockage d'énergie. Ainsi, un utilisateur voulant ouvrir le boîtier du module peut être en contact avec de l'électrolyte gazeux et/ou liquide, et donc être soumis à des risques de brûlures par cet électrolyte. Il existe un besoin pour remédier aux inconvénients précités. L'invention vise à proposer un nouveau module de stockage d'énergie, notamment pour véhicule automobile; Conformément à l'invention, le module de stockage d'énergie comporte: - un boîtier, - au moins une cellule de stockage d'énergie enfermée dans le boîtier et comprenant un électrolyte, - un dispositif d'absorption d'électrolyte, ce dispositif étant disposé dans le boîtier et agencé pour absorber de l'électrolyte sous forme gazeuse et/ou liquide pouvant être rejeté par la cellule. Grâce à l'invention, il est possible de protéger un utilisateur du module de stockage d'énergie voulant ouvrir le boîtier de ce module, dans le cas où la cellule de stockage d'énergie a libérée à l'intérieur du boîtier de l'électrolyte sous forme gazeuse et/ou liquide. Par exemple, l'utilisateur peut vouloir ouvrir le module de stockage pour remplacer une cellule de stockage d'énergie dans le cadre d'une opération de 20 maintenance de ce module. Au moins une partie de l'électrolyte gazeux rejeté par la cellule peut entrer en contact avec au moins une paroi du boîtier et se transformer par condensation en électrolyte liquide. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif d'absorption 25 peut être disposé au moins partiellement sur une portion du boîtier où de l'électrolyte liquide est susceptible de se trouver. Par exemple, le dispositif d'absorption peut être disposé au moins partiellement sur un fond du boîtier. Ainsi, l'électrolyte gazeux rejeté par la cellule puis transformé par 30 condensation en électrolyte liquide peut être absorbé par le dispositif, notamment au fond du boîtier. Selon un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif d'absorption peut être disposé au moins partiellement sur une portion du boîtier où de l'électrolyte gazeux est susceptible de se trouver lors de l'ouverture de la cellule. Par exemple, le dispositif d'absorption peut être disposé au moins partiellement à proximité d'une ouverture du boîtier. Par conséquent, lors de l'ouverture du boîtier, le dispositif peut se trouver sur le passage de l'électrolyte gazeux qui s'échappe du boîtier et il peut donc absorber ce gaz. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif d'absorption peut être formé par un dessicant. Par exemple, le dessicant peut comporter du gel de silice, du tamis moléculaire, de l'argile type Montmorillonite, ou de l'alumine activée. Ces dessicants sont des matériaux solides très poreux, dont le diamètre des pores peut être très petit. En effet, la surface développée des pores peut être de plusieurs centaines de mètres carrés par gramme de dessicant. Ainsi, les molécules d'eau peuvent pénétrer dans ces pores et se fixer sur des sites préférentiels à l'intérieur de ces pores, on parle alors d'absorption car les molécules sont fixées à la surface du corps solide de dessicant. Les dessicants peuvent s'appliquer à tous les gaz et/ou liquides, à la condition qu'il existe un matériau qui en permette l'absorption. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le module de stockage d'énergie peut comporter au moins un organe de signalisation d'électrolyte agencé pour prévenir la présence d'électrolyte gazeux et/ou liquide dans le boîtier, hors de la cellule. Ainsi, avant d'ouvrir le boîtier du module de stockage d'énergie, l'utilisateur peut être averti de la présence d'électrolyte sous forme gazeuse et/ou liquide à l'intérieur du boîtier, hors des cellules, et il peut donc prendre des précautions avant la manipulation de ce module. Si on le souhaite, le dispositif d'absorption et l'organe de signalisation peuvent être confondus, de manière à prévenir de l'absorption d'électrolyte gazeux et/ou liquide par le dispositif d'absorption. De préférence, l'organe de signalisation peut être disposé dans le boîtier de manière à être visible de l'extérieur de ce boîtier, sans avoir à ouvrir ce boîtier. L'organe de signalisation peut être formé par une substance chimique réagissant à l'électrolyte de la cellule. Si on le souhaite, la substance chimique peut changer au moins partiellement de couleur lorsqu'elle est en contact avec l'électrolyte. Par exemple, cette substance chimique peut prendre la forme d'une pastille. Le cas échéant, la pastille peut soit changer complètement de couleur, soit changer partiellement de couleur sur sa surface de manière par exemple à faire apparaître une forme représentative d'un sigle d'avertissement. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif d'absorption et/ou l'organe de signalisation d'électrolyte peuvent être disposés sur une valve de surpression de la cellule de stockage d'énergie. Dans ce cas, chaque cellule peut comporter un dispositif d'absorption et/ou un organe de signalisation. Selon un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention, le module peut comporter au moins un dispositif d'absorption d'électrolyte commun pour plusieurs cellules de stockage d'énergie dans le boîtier. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de l'invention, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, un module de stockage d'énergie selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, et - la figure 2 représente, schématiquement et partiellement, un module de stockage d'énergie selon un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention. On a représenté sur la figure 1 un module de stockage d'énergie 1 pour véhicule comprenant un boîtier 2 enfermant plusieurs cellules de stockage d'énergie formées chacune par un super-condensateur 5. Chaque super-condensateur comporte un électrolyte 6, tel que de l'acétonitrile, ou du carbonate de propylène. Chaque super-condensateur comporte en outre une valve de surpression 8 pour expulser de l'électrolyte 6 hors du super-condensateur 5 lorsqu'une pression trop importante est présente au sein du super-condensateur 5. Cette surpression est représentative d'une température trop importante le super-condensateur 5, par exemple supérieure à une valeur de température d'environ 100°C. Cette valeur haute de température peut être engendrée par exemple à cause d'une surtension aux bornes du super-condensateur 5. L'électrolyte 6, dont la température d'ébullition est voisine d'une valeur environ égale à 80°C, devient gazeux et une partie de l'électrolyte 6 est expulsé hors du super-condensateur 5 grâce à la valve de surpression 8. Ce gaz peut être composé d'acétonitrile et/ou d'hydrogène saturé en acétonitrile. Chaque super-condensateur 5 comporte, sur sa valve de surpression 8, une pastille de signalisation 9 comportant une substance chimique réagissant à l'électrolyte 6 du super-condensateur 5. Le cas échéant, la pastille 9 peut soit changer complètement de couleur, soit changer partiellement de couleur sur sa surface de manière par exemple à faire apparaître une forme représentative d'un sigle d'avertissement. Cette pastille 9 est disposée sur le passage de l'électrolyte gazeux rejeté par le super-condensateur 5 de manière à absorber une partie de l'électrolyte gazeux et ainsi changer de couleur. En outre, cette pastille 9 est disposée de manière à être visible de l'extérieur du boîtier 2, sans l'ouvrir, pour signaler la présence d'électrolyte 6 dans le boîtier 2, hors du super-condensateur 5. Pour cela, le boîtier 2 comporte des portions transparentes 15 qui permettent, de l'extérieur du boîtier 2, de voir la pastille 9. Ainsi, un utilisateur voulant ouvrir le boîtier 2 du module de stockage d'énergie 1 est averti de la présence d'électrolyte 6 à l'intérieur du boîtier 2, hors des cellules 5, et il peut prendre des précautions avant la manipulation de ce module 1. En outre, de l'électrolyte gazeux rejeté par le super-condensateur 5 entre en contact avec au moins une paroi intérieure 3 du boîtier 2 et se transforme par condensation en électrolyte liquide 7. Le module 1 comporte un dispositif d'absorption formé par un dessicant 10 conditionné dans un sachet 11 et disposé sur un fond 4 du boîtier 2 où de l'électrolyte liquide 7 est susceptible de se trouver, après avoir coulé le long de la paroi 3. Par exemple, le dessicant 10 peut comporter du gel de silice, du tamis moléculaire, de l'argile type Montmorillonite, ou de l'alumine activée. Ces dessicants sont des matériaux solides très poreux, dont le diamètre des pores peut être très petit. En effet, la surface développée des pores peut être de plusieurs centaines de mètres carrés par gramme de dessicant. Ainsi, les molécules d'eau peuvent pénétrer dans ces pores et se fixer sur des sites préférentiels à l'intérieur de ces pores, on parle alors d'absorption car les molécules sont fixées à la surface du corps solide de dessicant. Ainsi, l'électrolyte gazeux rejeté par la cellule 5 puis transformé par condensation en électrolyte liquide 7 peut être absorbé par le dessicant 10. Dans l'exemple décrit, un seul sachet 11 de dessicant 10 est disposé à l'intérieur du boîtier, mais en variante, il est possible de disposer plusieurs sachets de dessicant associés chacun par exemple à proximité d'une cellule de stockage d'énergie. Bien entendu, en fonction de l'agencement du boîtier dans le véhicule, le sachet de dessicant peut être disposé ailleurs qu'au fond du boîtier, et de préférence où de l'électrolyte liquide est susceptible de se trouver dans le boîtier. Par exemple, lorsque le boîtier du module est monté de manière inclinée dans le véhicule, le dessicant peut être agencé sur une portion de ce boîtier qui est située au niveau le plus bas du boîtier. En variante, le dessicant peut être agencé autour de la cellule de stockage 25 d'énergie, notamment en formant un anneau. En variante encore, le dessicant peut être agencé sur une paroi intérieure du boîtier, notamment tout le long de la paroi intérieure du boîtier. La figure 2 illustre une variante de réalisation du dispositif d'absorption et de la pastille de signalisation de la figure 1. 30 Dans l'exemple décrit, le dispositif d'absorption présente une forme de berlingot 20 de dessicant sous forme solide. Ce berlingot 20 a la forme d'un cylindre plein comportant une partie inférieure 21 disposée à proximité du fond 4 du boîtier 2, et une partie supérieure 22 opposée à la partie inférieure 21 disposée dans une ouverture 25 du boîtier 2 pour être visible de l'extérieur de ce boîtier 2. La partie supérieure 22 du cylindre plein est insérée dans un support 27 fixé dans l'ouverture 25 du boîtier 2. Ce support 27 comporte des pattes élastiquement déformables 29 encliquetées dans l'ouverture 25 du boîtier 2. Ce support 27 est en outre fixé de manière étanche au boîtier 2 grâce à un joint torique 28 disposé entre le support 27 et le boîtier 2. Ce berlingot 20 de dessicant est pourvu, au moins sur sa partie supérieure 22 visible de l'extérieure du boîtier 2, d'une substance chimique réagissant, en changeant de couleur, avec l'électrolyte 6 du super-condensateur 5. Ainsi le berlingot 20 permet d'une part d'absorber de l'électrolyte 6 rejeté par le super-condensateur 5, et d'autre part, de prévenir un utilisateur du module 1 de la présence d'électrolyte 6 à l'intérieur du boîtier 2. Revendications1. Module de stockage d'énergie (1) comportant: - un boîtier (2), - au moins une cellule de stockage d'énergie (5) enfermée dans le boîtier (2) et comprenant un électrolyte (6), le module étant caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un dispositif d'absorption d'électrolyte (6), ce dispositif étant disposé dans le boîtier et agencé pour absorber de l'électrolyte sous forme gazeuse et/ou liquide pouvant être rejeté par la cellule (5). 2. Module (1) selon la revendication précédente, caractérisé par le fait qu'au moins une partie de l'électrolyte gazeux rejeté par la cellule (5) entre en contact avec au moins une paroi du boîtier (3) et se transforme par condensation en électrolyte liquide. 3. Module (1) selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que le dispositif d'absorption (10, 20) est disposé au moins partiellement sur une portion du boîtier, notamment un fond, où de l'électrolyte liquide est susceptible de se trouver. 4. Module (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif d'absorption (10, 20) est disposé au moins partiellement sur une portion du boîtier, notamment à proximité d'une ouverture, où de l'électrolyte gazeux est susceptible de se trouver lors de l'ouverture de la cellule (5). 5. Module (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif d'absorption est formé par un dessicant (10, 20). 6. Module (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un organe de signalisationd'électrolyte (9) agencé pour prévenir la présence d'électrolyte gazeux et/ou liquide dans le boîtier (2), hors de la cellule (5). 7. Module (1) selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que le dispositif d'absorption (20) et l'organe de signalisation (22) sont confondus, de manière à prévenir de l'absorption d'électrolyte gazeux et/ou liquide par le dispositif d'absorption. 8. Module (1) selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'organe de signalisation (9) est disposé dans le boîtier (2) de manière à être visible de l'extérieur de ce boîtier, sans avoir à ouvrir ce boîtier. 9. Module (1) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que l'organe de signalisation est formé par une substance chimique réagissant à l'électrolyte (6) de la cellule (5). 10. Module (1) selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que la substance chimique change au moins partiellement de couleur lorsqu'elle est en contact avec l'électrolyte (6).