Brevet FR2978873A1 — publié le 20130208

Procédé Wasseni.iagé d'Un pack de batterie Là présente invention concerne te domaine deysbatteries: Elle no; ... mais tuas exclusivement, aux batteries Litiiiurn-ion (Li- ion) ...aJirrientant Li cha ne de .électriques ou hybrides.. 6 Dans urge hatterie. Li-ion, une cellule est .. un composant élémentalre éui renferme une certaine quantité éfectroMe, qu'il s'agisse d'u .électrolyte solide ou liquide à. travers ieque peuvent rnigrer des torrs d entre une cathode. et une. anode. En phase de charge de la atterlé, cette migration d'ions est a l'orgine de l'accumulation d'une charge électrique dans la cellule. En phase de décharge dé la batterie, cptte migration dons est' a l'origine d'un courant éléctrigue entre la cathode et. l'anode. de la cellule. Elne 4.5 pureté de telles cellules sont, assemblées et connectées en série et/ou en parallèle pour former un .module, rouis une luralite de modules sont assemblés e .connectési en série eVeu en .parallèle,. flotaitttimerit, pàr utilisation de barres çpnductrlces appelées .couramment. « lus former un pack selon la terminologie anglo-saxonne. Lare. unité électronique de çontréte, pourarnment appelée f3attery Management. System » (BMS) selon la terminologie angle-saorme est adjointe au pack pour ..former. une batterie. ..Le rôle du ;l PvlS est notamment d'assurer des ronchons de contrôle de température ces redues et de cc~E~ttcle de régUilibrage des dhàges durnuléesdans lt3s cellules modules. Mais tout au long de la durée de vie d'un pack le batterie, la capacité électrique des ceilttileS q.til le composent, C'e.St-à.,;..cliré leur aptitude à accumuler de. la charge éleCtrigne OIS à la restituer sous forme dé coE:Erat. électrique, anS:ceàse, Et .cette diminution est accélérées dés lors qtié la température auge ente Sotie l'effet l'éledtrôle exE th rmique de; ayant lieu .0ahe. tee elles--mêmes. s'agit là &un problème technique gai ls présenté propose. de résoudre. Une:. solution connue de là iciétilande de. brevet. WO 2009/ln 6't3.A'l consiste. à améliorer la ventilation des cellules en forme des bus-bars.;. notamment en leur intégrant des ouvertures ...fcrrnaht. des guides d'air en regard des esf aces séparant les riloduieS' Un. inconvénient majeur de cette .solution est notamment due,. Malgré Une nette àffiéiidràtioh de la circulation 1"àir antre les modules,. l ventilation des .différentes cellules dans leS rnE Jules reste hétéregène' donségraent, lus capacités. des Cellules disposées dans les zones plus chaudes ce moins bien aérées,. comme par exemple lés. zones éloignées dés. guides (fair ou à proXlinité directe.. Etu BIWIS. r?trr dégage. loi-aussi de chaleur, Vent diminuer plus de la capacité des. cellules disposées dans les zenes, plus froides Car Mieux aérée. c,énIM0 par 10 exempléà proximité directe d'un gui L'invention. a notamment pour but de réduire l'effet de la .diminution de la capacité des cellules au niveau individuel sur là capacité don pack dans son. ensemble,. A cet .effet, l'invention a pour objet un pack çle batterie comportant une .pluralitè .de cellules irae tout couple 1emplacements d'une ...cellule dans le pack e les tprnpérees de fonctionnement sont TI et 12 vérifiant '11>T2 sont disposées des cellules de 25 capacités électriques Cl et ) respectivement vérifiant QI yG2 Par exemple, les cellules peuvent contenir un êlectrolyte autorisant la...migraton exothermique d'ions ente u,ne cathode et une anode,. des ions lithium..par exemple, Avantageusement, 1é. paclE .peut comporter au moins un dispositif de refreidisSément. pour taire Paisse les températures de: fonctionne rnent, et éve.htueltèrnent une uhité. de demMa 0:api de. refroidisse ment. Dalle. Uri Mode de réalisation les cellules .peuvent être assemblées entre elleS pour former des modules et les modules peuvent être 35 asSeffibléS entre eux par utilisation de bus-vars peur tonner le. p.a& e galernwit pour objet une batterie. .00 treç'tloe 0().rnrelae mn p.eok selon nlnlpor(o mode 00 realisation. de l'invention. 1 dessus, Linvention e 0'plofnoffi pour objet un véhicule Olectdquq. 0u. 11ybdde.comp.Petant une battOtie de traction selon de réalisation de l'invention ci--dessus: -tu L'invention e également pour Oie r. n procédé eassemblage d' .rr pack de batterie comportant une pluralité de cellules rater porinectées: :Le procédé comporte une étape d'estimation de la température de fonctionnement. en. une. pluralité d'emplacements dans le. pack( aptes a. accueillir une cellule' Il comporte également une étape de repa Cition des 1.5 delluleS air errplacerrerts accueil dans le .pack,. de telle sorte que, en tout coupe d'emplacements où Tes températures de fonctionnement sont Tl et i_2 vérifiant T'1> 2.,. sort disposées des cellules de capacités électriques Cl et G2 respectivement \/érifiant Ç1.>C2.. Avantageusement., retape destiMatlon de lei températUre peut 0. inclure: d«Mablir un Modèle nteriéniqde Chenp des teffipérattireà dans Iè pack, Le Modèle hijMériqtie mOltl-dit nenSiennel di champ es températures peut inclure parmi ses paramètres le pdsitiorinemeit de dispositifs de refroidissement relativement .au pack. Dans un mode de rêtapé de répartition petit inclure 25 une étape de trt des Cellules ...dans l'ordre de leurs capacités électriques. Par 1eS cellules peuvent Fêtr-e réparties Successivement des". pack dans. l'Ordre de leurs Capacités électriques, chaque OuVarit être disposée à emplacement o ù. température .dé. fonctionnement eeirnée.. est la. plis élevée parai .les mplacements 3o pas encore une cellule. La présente invention e pour principal avantage que, en réduisant les contraintes de refroidissement, elle simplifie l'architecture et donc réduit 35 es temps de conception et développement. La présente invention e encore pour principal avantage perrnet aux industriels de réduire les contrainte sur leurs four -ri sseurs de cellules, la dispersion des capacités des -devenant avantage lors de la fabriCatiori d'un pack les fOilMissu .ire, Ont moins dacellules no conformes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à raide de la description qui suit, faite en regard de dessins annexés qui représentent : la figure 1, par trois courbes dans un graphe, une illustration d'un principe de llnventlon la figure 2, par un schéma, un exemple l'agencement de cellules en pack conformément à l'invention. 15 La figure 1 illustre par trois courbes dans. un graphe un principe de !Invention. pour pallier- le vieillissement prématuré des cellules avec L'augmentation de la température. Dans le système «l'axes. de la figure 1 i l' Un mode de réaliSation plusélaboré peut utilieer avantageusement une représentation numérique 3D de la :géométrie du pack un modèle rtümérique 3D «la_ :champ lis; températures dans le pack en fOnction :de pack de dispositifs de refroidissement ('7;:O'n'«mandés par' Un: eu encore un rnodr la de vieillement estimant la diminution de la capacité des cellules en fonction t ,s sollicitations courant et de W température locale. Un. tel mode de réalisation permet d'as sembller ln pack de durée de vrie prédéterminée. en tout état de cause, qcEel yu 'soit le ;made de réalisation de l'invention i-iet.enu, g01 soitasictrre ou 'pua élaboré, la capacité du pack n'est plus limitée par les capacités -des cellules les moiras bien refroidies qui composent. Spa dteée de vie eSt ainsi très nettement pretengéé,. La présente invention a encore pour principal avantage que, en maximisant les capacités résiduelles de chacune des cellules, la batterie est moins sollicitée et chauffe moins vite, ce qui augmente encore sa durée de vie. La présente invention e encore pour principal avantage que tous les éléments nécessaires aux calculs et au tri exposés ci-dessus sont déjà disponibles, notamment la capacité initiale exacte de chaque cellule qui est d'ores et déjà indiquée par les fabricants de cellules sans surcoût.