Brevet FR3001338A1 — publié le 20140725

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un module de batterie à deux cellules de batterie logées dans un boîtier de module. Etat de la technique Les cellules de batterie sont réunies en module de batte- rie pour fournir plus d'énergie. Les cellules de batterie sont ainsi logées dans un boîtier qui le protège contre l'influence de l'environnement. Le boîtier est électroconducteur de sorte que les cellules de batterie doivent être isolées électriquement par rapport au boitier et le cas échéant l'une par rapport à l'autre. A cet effet, on munit les composants du module de batterie d'une couche de vernis isolant. On peut également appliquer un vernis sur les cellules de batterie et sur l'intérieur du boîtier. Le vernissage des composants est toutefois une opération longue et coûteuse. De plus, habituellement l'épaisseur de la couche de vernis varie de sorte que l'on n'a pas une isolation d'épaisseur régulière. En outre, pendant la manipulation des composants d'un module de batterie, on risque de produire des éclats du vernis ou de créer des microfissures dans la couche de vernis. On peut également coller un film isolant sur les cellules de batterie. Toutefois, comme en fonctionnement, les cellules de batterie varient en dimensions par des effets d'extension et de rétraction, le film risque d'être cisaillé. En outre, l'application du film est une opération compliquée et demandant beaucoup de travail. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un meilleur module de batterie et un meilleur procédé de fabrication d'un tel module et notamment une fabrication plus économique et plus rapide. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un module de batterie comprenant deux cellules de batterie et un boîtier de module, logeant les cellules de batterie, le module, étant caractérisé en ce qu'un papier imprégné d'huile, isolant, est interposé entre les cellules de batterie et le boîtier de module. En d'autres termes, l'idée de l'invention consiste à remplacer la couche de vernis ou le film entre les composants du module de batterie par du papier imprégné d'huile. Ainsi les cellules de batterie sont isolées du boîtier de module électroconducteur et le cas échéant l'une de l'autre par le papier imprégné d'huile. L'application de papier imprégné d'huile permet une écomie par rapport au procédé de vernissage. En outre, par comparaison avec l'utilisation d'un film, cela réduit le temps de travail et simplifie la fabrication du module de batterie. De plus, l'isolation électrique avec du papier imprégné d'huile offre une très grande tenue aux fis- sures et au cisaillement par comparaison avec un film. Le module de batterie peut s'appliquer à des véhicules hybrides ou seulement électriques ainsi qu'à des moyens de transport. Le module de batterie selon l'invention peut s'appliquer de façon sta- rs tionnaire, par exemple dans des immeubles en combinaison avec des installations de panneaux solaires. Le module de batterie comporte plusieurs cellules de bat- terie. Un module de batterie comporte au moins deux cellules de batterie. En particulier, le module de batterie peut comporter entre 5 et 13 20 ou entre 5 et 18 cellules de batterie. Plusieurs modules de batterie peu- vent être regroupés en un ensemble, encore appelé système de batterie. Les cellules de batterie sont par exemple des cellules de batterie lithium-ion. Les cellules de batterie peuvent également être celles d'accumulateurs au plomb, d'accumulateurs nickel-hydrogène ou 25 d'accumulateurs nickel-fer ou lithium-manganèse, lithium-titane ou lithium-soufre. Le boîtier de module est en une matière électroconductrice telle que par exemple un métal comme de l'acier. Le papier est par exemple du papier isolant ou du papier 30 crépon. Le papier est un matériau plat avec des fibres de synthèse et/ou de fibres végétales. En particulier, le papier peut être un papier technique. Le papier peut se présenter sous la forme d'un carton ayant une masse surfacique supérieure à 300 g/m2 et une épaisseur supérieure à 1,5 mm. En variante, le papier comme carton peut avoir une 35 masse surfacique comprise entre 130 g/m2 et 300 g/m2. De façon préfé- rentielle, le papier est un papier isolant ayant une masse surfacique inférieure à 130 g/m2. Le papier est imprégné d'huile, c'est-à-dire qu'il est im- prégné d'huile à saturation. L'huile est de l'huile isolante, notamment une huile minérale ou une huile de silicone. L'huile évite avantageuse- ment que le papier n'absorbe de l'humidité. En outre, l'huile réduit l'inflammabilité du papier et augmente de cette manière la sécurité du module de batterie. En outre, l'huile augmente la tenue au claquage du papier et réduit ainsi le risque de développement d'arcs électriques. En outre, l'huile permet d'éteindre d'éventuels arcs électriques. Un autre avantage du papier imprégné d'huile est d'avoir une meilleure souplesse et une meilleure maniabilité. Selon un développement de l'invention, le papier est in- terposé entre les cellules de batterie. Cela signifie que le papier impré- gné d'huile, isolant, est interposé à la fois entre les cellules de batterie et entre les cellules de batterie et le boîtier de module. Le papier peut être interposé entre toutes les cellules de batterie voisines. En variante, le papier peut être prévu uniquement entre certaines cellules de batterie voisines. Le papier entre les différentes cellules de batterie et aussi entre le boîtier de module et les cellules de batterie permet de réaliser une isolation électrique optimale entre les différents composants du module de batterie. Selon un autre développement, le papier est interposé en une seule couche entre le boîtier et les cellules de batterie. Cela signifie qu'une seule couche de papier suffit pour avoir une bonne isolation entre les cellules de batterie et le boîtier. En enveloppant les cellules de batterie d'une couche avec du papier imprégné d'huile, on économise de la matière. En variante, les cellules de batterie peuvent être envelop- pées de plusieurs couches de papier imprégné d'huile. Cela réduit le risque de fissures et de cisaillements et augmente la sécurité. Selon un autre développement de l'invention, le papier contient des fibres d'aramides. Les fibres d'aramides peuvent être des matériaux synthétiques polymères tels que des polyamides aroma- tiques. En particulier, les fibres d'aramides peuvent être des polyamides de synthèse à chaîne longue dont au moins 85 % des groupes amides sont liés directement à deux cycles aromatiques. Par exemple, on peut intégrer des para aramides dans le papier. L'utilisation de fibres d'aramides dans le papier assure une très grande tenue, une très grande résistance aux chocs et à la rupture par cisaillement du papier. De plus, la tenue du papier vis-à-vis des acides et des lessives est augmentée par les fibres d'aramides. Selon un autre développement, l'huile est de l'huile de transformateur. Cette huile est électro-isolante. Cette huile peut égale- ment s'appeler huile isolante. En particulier, l'huile est une huile minérale très raffinée ou une huile de silicone fluide. Selon un autre développement de l'invention, le papier enveloppe ou entoure complètement les cellules de batterie, c'est-à-dire que les cellules de batterie sont enveloppées séparément ou sur plu- sieurs de tous côtés avec du papier. Les cellules de batterie sont ainsi complètement isolées et protégées contre les courts-circuits. Selon un autre développement, le module de batterie comporte un couvercle de module. Le premier côté des cellules de batte- rie, tourné vers le couvercle de module, ne comporte pas de papier. Cela signifie que selon ce développement, les cellules de batterie ne sont pas complètement entourées sur tous les côtés avec du papier. Le couvercle de module s'installe sur le boîtier. Le cou- vercle de module comporte une isolation intégrée, par exemple une couche d'isolation sur son côté tourné vers les batteries. L'isolation des cellules de batterie par rapport au boîtier de module est assurée par le papier et l'isolation vis-à-vis du couvercle de module est assurée directement par le couvercle de module. Cela simplifie la fabrication du module de batterie car on évite par exemple d'avoir à découper par poinçonnage des ouvertures dans le papier. En particulier, il n'est pas nécessaire de réaliser des ouvertures pour les pôles des cellules de batterie si la partie du couvercle de module tournée vers les cellules de batterie ne comporte pas de papier. Selon un autre développement, le côté des cellules de batterie non tourné vers le couvercle de module ne comporte pas de pa- pier, c'est-à-dire que le second côté des cellules de batterie, à l'opposé du premier côté, c'est-à-dire le côté tourné vers le fond du boîtier de module comporte une ouverture dans le papier. Cette solution est par exemple intéressante si le fond du module de batterie, notamment le fond du boîtier de module, comporte une plaque de refroidissement, par exemple une plaque de refroidissement en matière plastique, qui est intégrée dans le fond. Ainsi, seul le côté tourné vers le couvercle de module ou le fond du module comporte une ouverture dans le papier. En variante, le côté tourné vers le couvercle de module et celui du fond de module comportent des ouvertures dans le papier. Cela simplifie l'opération d'enveloppement des cellules de batterie avec du papier. Selon un autre développement, l'invention a pour objet un procédé de réalisation d'un module de batterie tel que décrit ci- dessus comprenant les étapes suivantes consistant à : utiliser au moins deux cellules de batterie, utiliser un boîtier de module, disposer les cellules de batterie dans le boîtier de module, ce procédé étant caractérisé par l'étape consistant à : enrouler les cellules de batterie avec du papier imprégné d'huile, isolant. On peut modifier l'ordre des étapes. En particulier, on peut enrouler les cellules de batterie avant de placer les cellules de batterie dans le boîtier de module. On peut prévoir d'autres étapes comme par exemple le serrage de différentes cellules de batterie les unes par rapport aux autres. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de module de batterie et du procédé de fabrication représentés dans les dessins annexés dans lesquels les mêmes éléments portent les mêmes références. Ainsi : la figure 1 montre une section schématique d'un exemple de réalisation d'un module de batterie, la figure 2 montre une section schématique d'un autre exemple de réalisation d'un module de batterie. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre un module de batterie 1 comportant six cellules de batterie 3, l'ensemble étant représenté en couple. Le mo- dule de batterie 1 comporte un boîtier de module 5 logeant les cellules de batterie. Les cellules de batterie 3 sont enveloppées d'un papier imprégné d'huile 7, isolant, de façon que le boîtier de module 5 soit isolé électriquement par rapport aux cellules de batterie. Le module de batterie 1 comporte en outre un couvercle de module 9 qui ferme le boîtier de module 5 et comporte par exemple des collecteurs de courant et des branchements pour les pôles des cellules de batterie. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 1, le papier imprégné d'huile 7 est interposé sur une couche entre les cel- lules de batterie 3 et le boîtier de module 5. En outre, le papier 7 imprégné d'huile entoure de tous côtés les cellules de batterie 3. L'huile qui imprègne le papier 7 est de l'huile de trans- formateur, notamment une huile minérale ou une huile de silicone. Le papier 7 est un papier isolant. Le papier 7 comporte des fibres d'aramides et résiste à la déchirure. Le papier imprégné d'huile 7 remplace une couche de vernis ou un film adhésif entre les composants du module de batterie 1. Cela permet une économie d'argent et de travail. En outre, cela améliore la sécurité du module de batterie 1 grâce au papier imprégné d'huile 7. La figure 2 est une section d'une variante de réalisation du module de batterie 1. Dans cet exemple, chaque cellule de batterie 3 est enveloppée séparément avec du papier imprégné d'huile 7. Ainsi à la fois les différentes cellules de batterie 3 sont isolées les unes des autres et aussi vis-à-vis du boîtier de module 5. A la différence du mode de réalisation de la figure 1, le papier imprégné d'huile 7 du mode de réalisation de la figure 2 n'entoure pas tous les côtés des cellules de batterie 3. Le côté supérieur des cellules de batterie 3 avec les pôles des cellules de batterie 3, tourné vers le couvercle de module 9 ne comporte pas de papier imprégné d'huile 7. Ainsi les pôles des cellules de batterie 3 sont accessibles pour les moyens de branchement du couvercle de module 9 ce qui évite d'avoir à poinçonner le papier imprégné d'huile 7 pour atteindre les pôles des cellules de batterie 3.5 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Module de batterie 3 Cellule de batterie 5 Boîtier de module 7 Papier imprégné d'huile 9 Couvercle de module10 REVENDICATIONS1°) Module de batterie (1) comprenant : - deux cellules de batterie (3) et un boîtier de module (5), - les cellules de batterie (3) étant logées dans le boîtier de module (5), module caractérisé en ce qu' un papier imprégné d'huile (7), isolant, est interposé entre les cellules de batterie (3) et le boîtier de module (5). 2°) Module de batterie (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le papier imprégné d'huile (7) est en outre interposé entre les différentes cellules de batterie (3). 3°) Module de batterie (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le papier imprégné d'huile (7) est disposé suivant une couche entre le boîtier de module (5) et les cellules de batterie (3). 4°) Module de batterie (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le papier imprégné d'huile (7) comporte des fibres aramides. 5°) Module de batterie (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'huile est de l'huile de transformateur électro-isolante. 6°) Module de batterie (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le papier imprégné d'huile (7) entoure complètement les cellules de batterie (3). 7°) Module de batterie (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le module de batterie (1) comporte un couvercle de module (9),* le côté des cellules de batterie (3) tourné vers le couvercle de module (9) ne comportant pas de papier imprégné d'huile (7). 8°) Module de batterie (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' le côté des cellules de batterie (3), non tourné vers le couvercle de module (9), ne comporte pas de papier imprégné d'huile (7). 9°) Procédé de réalisation d'un module de batterie (1) selon l'une quel- conque des revendications 1 à 8 comprenant les étapes suivantes consistant à : utiliser au moins deux cellules de batterie (3), utiliser un boîtier de module (5), disposer les cellules de batterie (3) dans le boîtier de module (5), procédé caractérisé par l'étape consistant à : enrouler les cellules de batterie (3) avec du papier imprégné d'huile (7), isolant.20