Brevet FR2959878A1 — publié le 20111111

La présente invention concerne une batterie électrique, notamment pour aéronef. Bien que la présente invention soit appliquée plus particulièrement à un aéronef, notamment un avion de transport, et soit décrite ci-dessous en référence à un tel avion de transport, elle peut être appliquée à tout type d'élément ou d'engin, notamment de véhicule, qui nécessite une source électrique de type batterie électrique. On sait que, généralement, sur les avions de transport actuels, les batteries électriques présentent une forme cubique, et elles sont installées, souvent par paires, dans une travée à proximité du fuselage de l'avion, en général dans une zone exiguë et encombrée. Une telle intégration usuelle des batteries électriques est source de problèmes, notamment pour les raisons suivantes : ces batteries sont lourdes : elles pèsent généralement près de 50 kg chacune. Ce poids élevé génère des problèmes de manutention, car il est nécessaire de faire appel à deux personnes simultanément pour enlever chaque batterie, ce qui n'est pas facile dans une zone d'installation exiguë ; elles doivent être facilement accessibles, pour un démontage/remontage aisé, et être situées à proximité de zones de circulation ; et elles sont difficiles à intégrer à proximité d'une structure primaire de l'avion, telle que le fuselage, en raison d'un volume important et d'une géométrie défavorable, une batterie usuelle présentant une forme cubique alors que la zone considérée du fuselage est en général courbe. La présente invention concerne une batterie électrique, en particulier pour aéronef, qui permet de remédier aux inconvénients précités. A cet effet, selon l'invention, ladite batterie électrique est remarquable en ce qu'elle comporte une pluralité de modules individuels, de préférence de forme allongée, comprenant une pluralité de modules électriques qui sont reliés électriquement entre eux et qui assurent chacun une fonction d'accumulateur électrique, ainsi qu'un unique module de gestion électrique qui est relié auxdits modules électriques et qui assure la gestion électrique desdits modules électriques, et en ce que lesdits modules individuels sont séparés les uns des autres. Ainsi, contrairement à la tendance actuelle qui consiste à regrouper en un module unique tous les éléments constitutifs d'un ensemble pour réduire les temps d'intégration, la présente invention prévoit : de diviser chaque batterie en plusieurs modules unitaires, plus légers et plus petits ; et d'utiliser de préférence une forme allongée permettant de simplifier l'intégration, comme précisé ci-dessous. Ces caractéristiques permettent donc de faciliter et de simplifier l'intégration de la batterie dans un élément et notamment dans un engin, en particulier dans un avion de transport, tout en favorisant son adaptation à l'environnement, comme indiqué ci-après. La présente invention participe ainsi à l'amélioration de l'intégration de systèmes électriques sur un avion. La présente invention apporte également les avantages suivants : une installation des batteries au plus près du fuselage assurant une très bonne tenue mécanique, avec une masse réduite, ainsi qu'une fixation efficace ; une libération de volumes supplémentaires, qui est appréciable dans une telle zone généralement saturée ; et la suppression possible de connecteurs spécifiques aux batteries, en raison d'une connexion des modules électriques au montage, un raccordement au circuit avion par un système rudimentaire et très fiable (vis, écrou) étant suffisant. Dans un mode de réalisation préféré, au moins l'un desdits modules individuels (de préférence chaque module individuel) comporte, de part et d'autre de son axe longitudinal, un moyen de verrouillage qui est fixé audit module individuel. Ce moyen de verrouillage est susceptible de coulisser de manière à pouvoir être amené dans l'une de deux positions : une position verrouillée, dans laquelle il est rendu solidaire d'un élément de support ; et une position déverrouillée, dans laquelle il est désolidarisé dudit élément de support. Ainsi, on obtient des moyens de verrouillage qui permettent un verrouillage/déverrouillage simple et rapide, ce qui facilite le montage et le démontage de la batterie électrique. Pour faciliter davantage le montage/démontage, ainsi que le transport, au moins l'un desdits modules individuels (de préférence chaque module individuel) comporte, avantageusement, une poignée de manutention. En outre, de façon avantageuse : lesdits modules électriques présentent des formes identiques ; et/ou au moins l'un desdits modules individuels présente une forme cylindrique ; et/ou au moins l'un desdits modules électriques est du type lithium-ion ; et/ou l'agencement des modules individuels est adapté à la géométrie d'une structure, dans laquelle ils sont intégrés. La présente invention propose donc un mode d'intégration d'une ou de plusieurs batteries, qui prévoit de fractionner chaque batterie électrique en plusieurs modules individuels qui sont installés (séparément) à l'aide de moyens de fixation rapide, l'ensemble favorisant grandement l'intégration dans l'avion de la fonction d'accumulateur électrique. La présente invention concerne également un système de batterie, en particulier pour un engin, et notamment pour un aéronef. Selon l'invention, ledit système de batterie comporte : ù au moins une batterie électrique telle que celle spécifiée ci-dessus ; et ù un dispositif de support qui est destiné à supporter les modules individuels de la batterie électrique et qui est susceptible d'être relié à une structure, notamment d'un engin, par exemple en étant fixé ou simplement maintenu sur cette dernière ou bien en étant intégré dans cette dernière. Dans un mode de réalisation préféré, ledit dispositif de support comporte deux barres parallèles qui sont munies de paires d'entailles op-posées, et chaque paire d'entailles est susceptible de coopérer avec les deux moyens de verrouillage d'un module individuel. De préférence, ledit dispositif de support présente une forme d'espalier. Par ailleurs, pour faciliter l'installation de la batterie électrique, en particulier dans une travée d'un avion de transport, l'agencement des modules individuels est adapté, avantageusement, à la géométrie de la partie de ladite structure, à laquelle doit être relié (simplement maintenu, fixé ou intégré) ledit dispositif de support. En outre, de façon avantageuse, ledit système de batterie comporte également une coquille de protection thermique et mécanique qui entoure, au moins en partie, ladite batterie électrique. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 montre schématiquement un agencement particulier d'un système de batterie pourvu d'une pluralité de modules électriques individuels. La figure 2 montre schématiquement, en perspective, un module électrique individuel. La figure 3 est une vue partielle illustrant un moyen de verrouillage préféré. La figure 4 est une représentation schématique partielle mettant en évidence des connexions électriques entre modules électriques individuels. Le système de batterie 1 conforme à l'invention et représenté schématiquement, selon un mode de réalisation préféré, sur la figure 1, est destiné à être monté de préférence (bien que non exclusivement) sur un engin, en particulier sur un avion de transport, afin d'assurer au moins une partie de l'alimentation électrique de cet engin. Dans la description ci- dessous, ledit système de batterie 1 sera décrit dans le cadre d'une application préférée relative à un avion de transport. Selon l'invention, ledit système de batterie 1 comporte : une batterie électrique 2 précisée ci-dessous ; et un dispositif de support 3 qui est susceptible d'être fixé sur la structure de l'avion de transport, en particulier directement sur le fuselage de l'avion, et ceci de préférence au niveau d'une travée, c'est-à-dire d'une subdivision de la soute. Selon l'invention, ladite batterie électrique 2 comporte une pluralité de modules individuels 4 et 5 comprenant : une pluralité de modules électriques 4, de préférence de forme allongée, notamment de forme cylindrique, qui sont reliés électriquement entre eux et qui assurent chacun une fonction d'accumulateur électrique. La fonction d'accumulateur électrique consiste, de façon usuelle, à stocker de l'énergie électrique et à la restituer ultérieurement ; et un unique module de gestion électrique 5 qui est relié auxdits modules électriques 4 et qui assure, de façon usuelle, la gestion électrique desdits modules électriques 4. De plus, selon l'invention, lesdits modules individuels 4 et 5 ne sont pas regroupés dans une seule et même unité, comme dans les batteries usuelles, mais ils sont séparés les uns des autres, c'est-à-dire sont éloignés (plus ou moins) les uns des autres. De préférence, les modules électriques 4 présentent des formes identiques, en particulier cylindriques. Dans un mode de réalisation préféré, ledit dispositif de support 3 comporte deux barres 6 et 7 parallèles, qui sont munies de paires d'entailles 8 opposées. Chaque paire d'entailles 8 est susceptible de coopérer avec un moyen de verrouillage 9 d'un module. De préférence, ledit dispositif de support 3 présente, comme représenté sur la figure 1, une forme d'espalier qui est adaptée à la forme correspondante du fuselage, ce qui permet de réduire l'encombrement. Ledit dispositif de support 3 peut être fixé sur des cadres qui sont prévus, de façon usuelle, au niveau de la surface interne du fuselage de l'avion. Dans un mode de réalisation préféré, chaque module individuel électrique 4 comporte, de chaque côté 10, 11 (de part et d'autre de son axe longitudinal), un moyen de verrouillage 9 qui est basé sur un système de coulissement avec un ressort de rappel et qui est fixé audit module individuel 4. Ce moyen de verrouillage 9 est susceptible de coulisser de manière à pouvoir être amené dans l'une de deux positions : une position verrouillée, dans laquelle il est rendu solidaire d'un élément de support 12 dudit dispositif de support 3. Pour augmenter la stabilité, ledit moyen de verrouillage 9 peut comporter deux tenons fixes 9A et 9B qui pénètrent, dans la position verrouillée, dans des trous 13A et 13B de forme adaptée, pratiqués dans l'élément de support 12, comme illustré sur la figure 3 ; et une position déverrouillée, dans laquelle il est désolidarisé dudit élément de support 12. Lesdits modules 4 comportent également à proximité de chaque moyen de déverrouillage 9 un pion anti-rotation 14 qui évite aux modules 4 de tourner, comme représenté sur la figure 1. Ainsi, on obtient des moyens de verrouillage 9 qui permettent un verrouillage/déverrouillage simple et rapide, ce qui facilite le montage et le démontage des modules électriques 4. D'autres moyens de fixation des modules électriques 4 sur le dispositif de support 3 sont possibles, tels qu'une fixation par sangles velcro, une fixation par sangles inox, une fixation de type « sauterelle » (verrou rapide à ressort), ... Pour faciliter le montage et le démontage des modules électriques 4, ainsi que leur transport, chacun desdits modules électriques 4 comporte, de plus, une poignée de manutention 15 agencée longitudinalement sur la face externe. Bien que non représentées sur le dessin, les caractéristiques techniques précédentes (moyen de verrouillage 9, poignée de manutention 15) des modules électriques 4 peuvent également être prévues sur le module de gestion électrique 5. Par ailleurs, pour faciliter l'installation de la batterie électrique 2, en particulier dans une travée d'un avion de transport, l'agencement des modules électriques individuels 4 (et éventuellement du module de gestion électrique 5), et notamment la forme du dispositif de support 3, sont adaptés à la géométrie de la partie de la structure de l'avion, sur laquelle est fixé ledit dispositif de support 3. Cette adaptation permet également de réduire l'encombrement. D'autres types d'installations des modules individuels 4 et 5 sont bien entendu possibles, et notamment une installation en fond de fuselage avec des modules individuels regroupés par trois et agencés en triangle. En outre, ledit système de batterie 1 peut également comporter une coquille rigide (non représentée) de protection thermique et mécanique qui entoure, au moins en partie, ladite batterie électrique 2. Cette coquille est disposée entre le dispositif de support 3 et le fuselage de l'avion et est destiné à assurer une protection contre le rayonnement du fuselage. Sur la figure 4, on a représenté des pontets de connexion 16 entre modules électriques 4 adjacents qui sont fixés sur le châssis du dispositif de support 3 et qui sont isolés électriquement. Dans cet exemple représentant une batterie à trois modules électriques 4 individuels : ù la flèche A illustre la mise à la masse sur la structure, par l'intermédiaire d'un fusible de protection 17 ; et ù la flèche B illustre la liaison vers un système de l'avion qui utilise l'électricité stockée dans la batterie 2. Dans un mode de réalisation préféré, le système de batterie 1 de la figure 1 comprenant six modules électriques 4, remplace deux batteries usuelles (de forme cubique). Le système de batterie 1 conforme à l'invention, qui prévoit donc une batterie 2 à géométrie adaptative, présente les avantages supplémentaires suivants : une installation de la batterie 2 au plus près du fuselage assurant une très bonne tenue mécanique, avec une masse réduite, ainsi qu'une fixation efficace ; une libération de volumes, qui est appréciable dans une telle zone très saturée ; et la suppression possible de connecteurs spécifiques aux batteries, en raison ~o d'une connexion des modules électriques au montage, un raccordement au circuit avion par un système rudimentaire et très fiable (vis, écrou) étant suffisant. REVENDICATIONS1. Batterie électrique, en particulier pour un aéronef, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité de modules individuels (4, 5) comprenant une pluralité de modules électriques (4), qui sont reliés électriquement entre eux et qui assurent chacun une fonction d'accumulateur électrique, ainsi qu'un unique module de gestion électrique (5) qui est relié auxdits modules électriques (4) et qui assure la gestion électrique desdits modules électriques (4), et en ce que lesdits modules individuels (4, 5) sont séparés les uns des autres. 2. Batterie électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins l'un desdits modules individuels (4, 5) est de forme allongée. 3. Batterie électrique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'au moins l'un desdits modules individuels (4, 5) comporte, de part et d'autre de son axe longitudinal, un moyen de verrouillage (9) qui est fixé audit module individuel (4, 5), et en ce que chacun desdits moyens de verrouillage (9) est susceptible de coulisser de manière à pouvoir être amené dans l'une de deux positions : ù une position verrouillée, dans laquelle il est rendu solidaire d'un élément de support (12) ; et ù une position déverrouillée, dans laquelle il est désolidarisé dudit élément de support (12). 4. Batterie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits modules électriques (4) présentent des formes identiques. 5. Batterie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins l'un desdits modules individuels (4, 5) comporte une poignée de manutention (15). 6. Batterie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'au moins l'un desdits modules individuels (4) présente une forme cylindrique. 7. Batterie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'au moins l'un desdits modules électriques (4) est du type lithium-ion. 8. Batterie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'agencement des modules individuels (4, 5) est adapté à la géométrie d'une structure, dans laquelle ils sont intégrés. 9. Système de batterie, en particulier pour un aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte : au moins une batterie électrique (2) telle que celle spécifiée sous l'une quelconque des revendications 1 à 8 ; et un dispositif de support (3) qui est destiné à supporter les modules individuels (4, 5) de la batterie électrique (2) et qui est susceptible d'être relié à une structure. 10. Système de batterie selon la revendication 9 dépendant de la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de support (3) comporte deux barres parallèles (6, 7) qui sont munies de paires d'entailles (8) opposées, et en ce que chaque paire d'entailles (8) est susceptible de coopérer avec les deux moyens de verrouillage (9) d'un module individuel (4, 5). 11. Système de batterie selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que ledit dispositif de support (3) présente une forme d'espalier. 12. Système de batterie selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que l'agencement des modules individuels (4, 5) est adapté à la géométrie d'une partie de ladite structure, à laquelle est relié ledit dispositif de support (3). 13. Système de batterie selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte une coquille de protection thermique et mécanique qui entoure, au moins en partie, ladite batterie électrique (2).