Brevet FR2968460A1 — publié le 20120608

FLASQUE STOCKEUR D'ENERGIE. DOMAINE DE L'INVENTION L'invention se rapporte aux stockeurs d'énergie 5 électrique pour véhicule automobile tels que des condensateurs ou des accumulateurs. ETAT DE LA TECHNIQUE De tels stockeurs d'énergie peuvent être utilisés pour 10 lisser les courants électriques d'alimentation de machines électriques motrices et/ou génératrices de véhicules hybrides. Aussi, un besoin nouveau se fait sentir de disposer de composants de grande capacité électrique pouvant recevoir une intensité électrique élevée. Des 15 condensateurs à double couche électrique (EDLC) existent mais sont limités en diamètre et en capacité électrique, notamment pour des raisons d'évacuation des calories. Le recours à plusieurs condensateurs disposés en série et/ou en parallèle engendre des coûts de raccordement électrique 20 et d'assemblage que l'on cherche à réduire. OBJET ET RESUME DE L'INVENTION L'invention propose un stockeur d'énergie électrique pour véhicule et un procédé de fabrication de tels 25 stockeurs qui remédient à au moins l'un des problèmes précités. Un but de l'invention est d'augmenter la capacité électrique des stockeurs d'énergie tout en optimisant leur compacité globale. 30 Dans des modes de réalisation, le stockeur d'énergie électrique pour véhicule automobile comprend une pluralité de cellules de stockage d'énergie électrique. Le stockeur comprend au moins un flasque présentant une pluralité d'éléments de maintien. Chacun des éléments de maintien 35 coopère avec une des cellules pour maintenir chacune des cellules dans une position fixe relativement aux autres cellules. Chacune des cellules est séparée des autres cellules par un espace d'une distance supérieure à un seuil déterminé. Le flasque commun permet de maîtriser la position relative des cellules de stockage d'énergie et d'optimiser le compromis entre la nécessaire compacité d'ensemble et la dissipation thermique, même pour une cellule de stockage qui serait entourée d'autres cellules. Dans un exemple de réalisation, au moins une partie des cellules est de type condensateur. Dans une variante, au moins une partie des cellules est de type accumulateur. Avantageusement, le flasque peut être en matériau électriquement isolant. De la sorte, les cellules n'ont pas besoin d'être entourées individuellement d'un film isolant électriquement. Cela facilite l'évacuation des calories. Dans un exemple, chaque cellule présente au moins deux pôles électriques, le stockeur peut présenter au moins deux bornes électriques. Selon un mode de réalisation, le stockeur comprend une série d'éléments conducteurs de raccordement reliant électriquement chaque pôle électrique d'une des cellules à une borne électrique du stockeur et/ou à un pôle électrique d'une autre cellule. Cela permet toutes les combinaisons souhaitées de raccordement en série ou en parallèle de certaines cellules de stockage d'énergie par rapport à d'autres. Avantageusement, la série d'éléments conducteurs de raccordement peut comprendre une ou plusieurs barres conductrices, laquelle barre est encliquetée dans le flasque, et/ou est maintenue par des ergots faisant saillie du flasque, ou est en partie noyée dans le flasque par surmoulage dudit flasque. Le positionnement par le flasque des barres conductrices par rapport aux cellules facilite le raccordement électrique des bornes électriques des cellules entre elles. Par exemple, au moins une des barres conductrices est soudée ou brasée sur un pôle électrique d'une cellule. Dans un mode de réalisation, le positionnement des barres conductrices par rapport aux cellules est tel que le flasque ne s'étend pas au voisinage de l'endroit de la barre conductrice raccordée électriquement au pôle de la cellule. Ainsi, une soudure laser est possible entre la barre et le pôle électrique à raccorder sans que la chaleur de la soudure ne dégrade le flasque en matériau synthétique. Avantageusement, la série d'éléments conducteurs peut comprendre au moins un fil souple fixé au flasque ou guidé par rapport au flasque, soit directement par une forme adaptée du flasque, soit indirectement par un élément rapporté sur le flasque. Le maintien des fils dans une position prédéterminée facilite l'assemblage ultérieur du stockeur. Avantageusement, les cellules peuvent comprendre une portion cylindrique, les deux pôles électriques étant centrés radialement et faisant saillie axialement de la portion cylindrique, et dans lequel le flasque comprend au moins un orifice de guidage traversé par un des pôles électriques d'une des cellules. Avantageusement, le stockeur peut comprendre deux flasques en regard l'un de l'autre, entre lesquels sont disposées les cellules. Les deux flasques peuvent être identiques. Avantageusement, le stockeur peut comprendre au moins trois cellules s'étendant axialement suivant des axes parallèles en étant réparties dans au moins deux plans parallèles, les axes des cellules d'un premier plan étant intercalés par rapport aux axes des cellules d'un second plan adjacent au premier plan, suivant une direction qui est parallèle aux premier et second plans et orthogonale aux axes des cellules. Cela permet d'optimiser la compacité d'ensemble. Dans un mode de réalisation, le flasque présente un conduit intérieur vide s'étendant entre une ouverture extérieure située au voisinage d'un plan extrême de répartition des cellules qui pourra être placé sur la partie supérieure de l'ensemble et une ouverture intérieure située au voisinage d'un orifice de guidage d'une cellule d'un autre plan qui pourra être placé dans la partie inférieure. En cas d'utilisation du stockeur d'énergie hors des plages d'utilisation recommandées d'intensité électrique ou de température, il se peut que la dégradation correspondante d'une cellule de stockage entraîne l'émanation de gaz, par exemple au voisinage du pôle central de la cellule. La cheminée de dégazage permet alors d'éviter une explosion du stockeur d'énergie. Selon un mode de réalisation, le stockeur comprend une cuve conductrice thermiquement, le flasque présentant au moins une surface de guidage extérieure coopérant directement ou indirectement avec la cuve pour positionner les cellules dans la cuve de manière que chacune des cellules soit séparée de la cuve par un espace d'une distance supérieure à un seuil (e) déterminé. Avantageusement, toutes les cellules de stockage d'énergie du stockeur peuvent être plongées au moins en partie dans de la résine thermo-conductrice et isolante électriquement et dans lequel la résine présente une interface avec l'air atmosphérique dans la cuve, l'ouverture extérieure du conduit étant située au voisinage de ladite interface. Selon un mode de réalisation, au moins un flasque comprend au moins un crochet de préhension. Selon un autre aspect, l'invention porte également sur un procédé de fabrication d'un stockeur d'énergie électrique pour véhicule dans lequel on positionne plusieurs cellules de stockage d'énergie à une distance minimum les unes des autres supérieure à un seuil déterminé, en assemblant chacune d'elles sur un flasque commun. De préférence, on assemble au moins une barre conductrice sur le flasque commun puis on soude ou brase un pôle électrique d'une ou de plusieurs cellules sur la barre pré-assemblée. Par exemple, on peut introduire dans une cuve un ensemble fabriqué comme précédemment indiqué, puis on insère de la résine dans les espaces entre les cellules et entre les cellules et la cuve. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS : La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une perspective cavalière d'un premier mode de réalisation d'un stockeur d'énergie vu de face, - la figure 2 est une perspective cavalière du premier mode de réalisation vu de dos, - la figure 3 est une vue de côté du premier mode de réalisation, - la figure 4 est une coupe selon le plan IV-IV de la 25 figure 3 d'un deuxième mode de réalisation, - la figure 5 est une vue d'un côté intérieur du flasque, - la figure 6 est une coupe partielle du stockeur d'énergie en cours de fabrication selon le plan VI-VI de la 30 figure 4, et - la figure 7 est une coupe partielle du stockeur d'énergie selon le plan VII-VII de la figure 6. DESCRIPTION DETAILLEE 35 Pour la clarté de la description, on désigne par « avant » les éléments situés ou tournés vers l'extrémité longitudinale visible en figure 1, et par « arrière » les éléments situés ou tournés vers l'extrémité opposée visible en figure 2. Comme illustré aux figures 1 à 3, le premier mode de réalisation de stockeur d'énergie peut former un ensemble 10 monobloc comprenant par exemple dix cellules de stockage d'énergie, identiques, qui sont réparties par exemple en cinq cellules avant 1a, 1b, 1c, 1d, le dont trois cellules 1a, 1e, 1d peuvent être situées sur une couche supérieure 4 et deux cellules 1b, 1c sont situées sur une couche inférieure 5. De même, l'ensemble 10 comprend cinq cellules arrières 2a, 2b, 2c, 2d, 2e dont trois cellules 2a, 2e, 2d sont situées sur la même couche supérieure 4 et deux cellules arrières 2b, 2c sont situées sur la même couche inférieure 5. Chacune des cellules de stockage d'énergie 1a à le et 2a à 2e est cylindrique. Elles sont regroupées par paires constituées d'une cellule avant 1a et d'une cellule arrière 2a correspondantes, alignées sur le même axe 3a. De même, les cellules 1b, 2b sont alignées sur l'axe 3b, les cellules 1c, 2c sont alignées sur l'axe 3c, les cellules 1d, 2d sont alignées sur l'axe 3d et les cellules 1e, 2e sont alignées sur l'axe 3e. Tous les axes 3a, 3b, 3c, 3d, 3e sont parallèles. Les axes 3b, 3c de la couche inférieure 5 sont décalés par rapport aux axes 3a, 3e, 3d de la couche supérieure 4. L'ensemble 10 comprend également un flasque avant 6 et un flasque arrière 7 qui, par exemple, sont identiques et disposés symétriquement par rapport à un axe central vertical 8 qui est perpendiculaire aux couches supérieure et inférieure 4, 5 et coupe l'axe 3e au milieu de la paire de cellules 1e, 2e. Le flasque avant 6 comprend une pluralité de surfaces radiales d'appui 11, toute coplanaires, et une pluralité de saillies axiales 12 s'étendant axialement vers l'arrière et présentant chacune une forme en arc de cercle correspondant au diamètre extérieur de chacune des cellules avant 1a à 1e. Les saillies axiales 12 forment un épaulement avec les surfaces radiales d'appui 11 et constituent ensemble une pluralité d'éléments de maintien 13 permettant le centrage et l'immobilisation relative de chacune des cellules avant 1a à 1e. Il en est de même pour le flasque arrière 7 qui comprend une pluralité d'éléments de maintien 13 permettant l'alignement, le centrage et le maintien de chacune des cellules arrières 2a à 2e. Chacune des cellules de stockage d'énergie peut être un condensateur à double couche électrique (EDLC) qui comprend un pôle négatif 53a sur un côté axial de la cellule et un pôle positif 53b sur le côté opposé (voir figure 6). L'ensemble des dix cellules de stockage d'énergie est disposé électriquement en série grâce à quatre barres de raccordement 14ab, 14bc, 14cd, 14de permettant de connecter électriquement deux paires de cellules entre elles. L'ensemble 10 comprend une borne positive 15a et une borne négative 15b située sur la face avant de l'ensemble 10. La borne positive 15a est soudée au pôle positif de la cellule 1a. Le pôle positif de chacune des cellules 1a, 2a est orienté vers la face avant, comme illustré par la flèche de l'axe 3a. La barre de raccordement 14ab relie le pôle négatif de la cellule 2a au pôle positif de la cellule 2b. Le pôle positif de chacune des cellules 2b et 1b est orienté vers la face arrière. Le pôle négatif de la cellule 1b est connecté au pôle positif de la cellule 1c grâce à la barre 14bc sur la face avant. Le pôle positif de chacune des cellules 1c, 2c est orienté vers la face avant. La barre de raccordement 14cd relie le pôle négatif de la cellule arrière 2c au pôle positif de la cellule avant 1d. Le pôle positif de chacune des cellules 1d et 2d est orienté vers l'avant et celui des cellules 2e et le est orienté vers l'arrière. Le pôle négatif de la cellule 2d et le pôle positif de la cellule 2e sont reliés grâce à la barre 14de située sur la face arrière de l'ensemble 10. La borne négative 15b est soudée au pôle négatif de la cellule 1e. L'ensemble 10 comprend également une série de fils 16 reliant chacune des cellules de stockage d'énergie à un connecteur avant 17. Les fils 16 sont maintenus en position sur l'ensemble 10 grâce à leur raccordement d'extrémité et grâce à un orifice 18 ménagé dans le flasque avant 6. Comme illustré aux figures 1 et 3, le flasque avant 6 comprend une série d'ergots 19 faisant saillie à partir du flasque et immobilisant la barre 14bc soit par rapport au flasque avant 6. Le pôle positif de la cellule 1c est soudé à la barre 14bc par plusieurs points de soudure 20, soit par une soudure laser continue, par exemple par un faisceau laser 21 (voir figure 3). Dans une variante non illustrée, les fils souples 16 peuvent être fixés ou guidés indirectement sur le flasque grâce à un pion fixé dans l'orifice 18. Cela permet de pré-assembler un harnais constitué des onze fils souples 16 pour les 10 cellules. Comme illustré en figure 4, le deuxième mode de réalisation de stockeur d'énergie comprend l'ensemble 10 préalablement décrit qui est introduit verticalement dans une cuve 30 en aluminium, le tout étant noyé totalement ou partiellement (par exemple 1/3 ou 2/3) dans de la résine 31 thermo-conductrice et isolante électriquement. Le flasque arrière 7 comprend trois pions d'écartement 22 également visibles en figures 5 et 6. Chacun des pions d'écartement 22 est situé au centre de chaque groupe de trois cellules de manière à maintenir un écart minimum « e » à chaque endroit où deux cellules de stockage d'énergie sont adjacentes. Les pions d'écartement 22 coopèrent avec les saillies axiales 12 en forme d'arc de cercle pour constituer la pluralité d'éléments de maintien 13 permettant d'immobiliser et de positionner chacune des cellules arrières à une distance minimum « e » les unes des autres. Autrement dit, chacune des cellules est séparée par un espace 32 présentant une distance supérieure au seuil « e ». Comme illustré en figure 6, chacune des cellules de stockage d'énergie comprend un corps principal 50 et un capot 51. Le corps principal 50 présente un fond 52 ayant une forme extérieure similaire à la forme extérieure du capot 51 de sorte que le fond 52 comprend un pôle central 53a, constituant le pôle négatif de la cellule. De même, le capot 51 comprend un pôle central 53b constituant le pôle positif de la cellule. Chacun des deux pôles 53a, 53b fait saillie d'une partie principale cylindrique de la cellule et sert à la fois de raccordement électrique et de positionnement mécanique. On va maintenant décrire, en référence aux figures 5 à 7, une cheminée de dégazage 34 qui peut être constituée par un conduit intérieur vide 34 s'étendant à l'intérieur de deux montants verticaux 33 des flasques 6, 7. Le conduit intérieur 34 s'étend par exemple depuis une ouverture intérieure 35 située au voisinage d'un orifice de guidage 36 d'un pôle central 53b de la cellule 2b. Le conduit intérieur 34 peut présenter également une ouverture extérieure 38 située à l'arrière du flasque 6 ou 7, et à l'alignement d'un orifice 39 servant de crochet de préhension 39. En effet, en cas de dégradation de la cellule 2b, d'éventuelles émanations gazeuses peuvent s'échapper de la cellule. De telles émanations gazeuses accidentelles sont alors recueillies par l'ouverture intérieure 35 et peuvent rejoindre l'extérieur par le conduit, évitant ainsi l'explosion du stockeur. On va maintenant décrire un procédé de fabrication du deuxième mode de réalisation. Chacune des dix cellules est assemblée dans le sens souhaité et immobilisée entre les flasques avant 6 et arrière 7. Les barres de raccordement 14ab, 14bc, 14cd, 14de sont encliquetées sur les flasques correspondants puis des soudures laser 20 solidarisent les plaques aux pôles centraux des cellules concernées. Enfin, le harnais de fils souple 16 est raccordé à chacune des cellules. L'ensemble 10 décrit ci-dessus forme ainsi un ensemble monobloc. Des pinces d'accrochage 42 permettent de saisir en bloc l'ensemble 10 grâce au crochet de préhension 39, les pinces d'accrochage sont également dimensionnées de manière à obstruer l'ouverture supérieure 38 des cheminées de dégazage 34. L'ensemble 10 est introduit grâce aux pinces d'accrochage 42 dans la cuve 30. Le positionnement de l'ensemble 10 dans la cuve 30 peut être assuré directement par une surface de guidage non représentée du flasque, prenant appui sur la cuve 30. Dans une variante, le positionnement peut être assuré temporairement par des pinces d'accrochage 42 ou par tout autre outil intermédiaire permettant de centrer l'ensemble 10 dans la cuve 30 et qui ne reste pas à demeure dans le stockeur d'énergie une fois que la résine 31 s'est solidifiée. De la résine 31 est ensuite coulée dans la cuve jusqu'à un niveau libre 43. Les pinces d'accrochage 42 sont alors déverrouillées et l'empreinte laissée libre dans la résine 31 assure la continuité entre l'ouverture supérieure 38 et le niveau libre 43. Dans une variante, le niveau libre 43 ne recouvre pas la totalité des cellules. Dans une autre variante, le conduit intérieur 34 remonte jusqu'au niveau libre 43. Il est également possible que les crochets de préhension 39 fassent saillie hors du niveau libre 43. Le stockeur d'énergie comprend une pluralité de cellules de stockage d'énergie ainsi qu'un élément de maintien desdites cellules de manière que subsiste entre chaque paire de cellules adjacentes un espace de distance supérieure à un seuil déterminé. Cet élément de maintien facilite l'assemblage et permet d'optimiser la capacité globale sans dégrader l'évacuation des calories engendrées lors du fonctionnement électrique des cellules. L'invention n'est pas limitée par le nombre, la forme ou la nature des cellules. De même pour le nombre de couches/plans. REVENDICATIONS1. Stockeur d'énergie électrique pour véhicule automobile, comprenant une pluralité de cellules (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) de stockage d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un flasque (6, 7) présentant une pluralité d'éléments de maintien (13), chacun des éléments de maintien coopérant avec une des cellules (1a) pour maintenir la cellule dans une position fixe relativement aux autres cellules, et en ce que chacune des cellules est séparée des autres cellules par un espace (32) d'une distance supérieure à un seuil (e) déterminé. 2. Stockeur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque cellule présente au moins deux pôles électriques, le stockeur présentant au moins deux bornes électriques et comprenant une série d'éléments conducteurs de raccordement reliant électriquement chaque pôle électrique (53a) d'une des cellules à une borne électrique (15a, 15e) du stockeur et/ou à un pôle électrique d'une autre cellule. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la série d'éléments conducteurs de raccordement comprend une ou plusieurs barres conductrices (14bc), laquelle barre est encliquetée dans le flasque (6), et/ou est maintenue par des ergots (19) faisant saillie du flasque, ou est en partie noyée dans le flasque par surmoulage dudit flasque. 4. Stockeur selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la série d'éléments conducteurs comprend au moins un fil souple (16) fixé au flasque (16) ou guidé par rapport au flasque, soit directement par une forme adaptée du flasque, soit indirectement par un élément rapporté sur le flasque. 5. Stockeur selon l'une quelconque des revendications2 à 4, dans lequel les cellules comprennent une portion cylindrique, les deux pôles électriques (53a, 53b) étant centrés radialement et faisant saillie axialement de la portion cylindrique, et dans lequel le flasque (7) comprend au moins un orifice de guidage (36) traversé par un des pôles électriques (53a) d'une des cellules (2b). 6. Stockeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant deux flasques (6, 7) en regard l'un 10 de l'autre, entre lesquels sont disposées les cellules. 7. Stockeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins trois cellules s'étendant axialement suivant des axes (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) parallèles 15 en étant réparties dans au moins deux plans (4, 5) parallèles, les axes des cellules (1b, 1c) d'un premier plan (5) étant intercalés par rapport aux axes des cellules (1a, 1e, 1a) d'un second plan (4) adjacent au premier plan, suivant une direction qui est parallèle aux premier et 20 second plans et orthogonale aux axes des cellules. 8. Stockeur selon les revendications 5 et 7 prises dans leur ensemble, dans lequel le flasque (7) présente un conduit (34) intérieur vide s'étendant entre une ouverture 25 extérieure (38) située au voisinage d'un plan extrême (4) de répartition des cellules et une ouverture intérieure (35) située au voisinage d'un orifice (36) de guidage d'une cellule d'un autre plan (5). 30 9. Stockeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une cuve (30) conductrice thermiquement, le flasque (7) présentant au moins une surface de guidage extérieure coopérant directement ou indirectement avec la cuve (30) pour positionner les 35 cellules dans la cuve de manière que chacune des cellules (1a-1e ; 2a-2e) soit séparée de la cuve par un espace d'unedistance supérieure à un seuil (e) déterminé. 10. Stockeur selon les revendications 8 et 9 prises dans leur ensemble, dans lequel toutes les cellules de stockage d'énergie du stockeur sont plongées au moins en partie dans de la résine (31) thermo-conductrice et isolante électriquement et dans lequel la résine (31) présente une interface avec l'air atmosphérique (43) dans la cuve, l'ouverture extérieure (38) du conduit étant située au voisinage de ladite interface (43). 11. Stockeur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un flasque (6, 7) comprend au moins un crochet de préhension (39). 12. Procédé de fabrication d'un stockeur d'énergie électrique pour véhicule, dans lequel on positionne plusieurs cellules (1a-1e) de stockage d'énergie à une distance minimum les unes des autres supérieure à un seuil, en assemblant chacune d'elles sur un flasque commun (6). 13. Procédé de fabrication selon la revendication 12, dans lequel on assemble au moins une barre conductrice (14bc) sur le flasque commun (6), puis on soude ou brase un pôle électrique (53a) d'une ou de plusieurs cellules sur la barre. 14. Procédé de fabrication selon la revendication 13, dans lequel on introduit un ensemble (10) fabriqué selon la revendication 13 dans une cuve (30), puis on insère de la résine (31) dans les espaces (32) entre les cellules et entre les cellules et la cuve (30).