Brevet FR3002815A1 — publié le 20140905

DISPOSITIF DE SECURITE POUR UNE BATTERIE DE GENERATEURS ELECTROCHIMIQUES AU LITHIUM DOMAINE TECHNIQUE Le domaine technique auquel se rapporte l'invention est celui des batteries de générateurs électrochimiques au lithium. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de sécurité pour une batterie de générateurs électrochimiques au lithium. RESUME DE L'INVENTION L'invention a pour objet un dispositif de sécurité (1) pour une batterie de générateurs électrochimiques au lithium comprenant : - un coffre (100) destiné à être placé dans un habitacle et configuré pour loger une pluralité de générateurs électrochimiques au lithium, ledit coffre comprenant une pluralité de parois (111, 112, 113, 114, 115) assemblées, une ouverture (120) formant évent dans une des parois, une ouverture (130) permettant l'introduction des générateurs électrochimiques ; - un couvercle (200) destiné à être agencé de manière étanche aux gaz sur l'ouverture du coffre permettant l'introduction des générateurs électrochimiques ; - un conduit (300) comprenant deux ouvertures (311, 312) où une des ouvertures (311) est destinée à être reliée de manière étanche aux gaz à l'ouverture (120) formant évent du coffre ; - une pièce d'occultation (400) destinée à être disposée de manière étanche aux gaz à une ouverture d'une paroi de l'habitacle et à la deuxième ouverture (312) du conduit, et où ladite pièce d'occultation comprend une partie (410) adaptée à se déchirer à une pression seuil, Ps ; où les parois du coffre, le couvercle, le conduit et la pièce d'occultation sont solidarisés entre eux de manière à assurer une étanchéité aux gaz jusqu'à une pression supérieure à la pression seuil, Ps, et où les matériaux du coffre, du 34693 130228 dépot FR couvercle, du conduit et de la pièce d'étanchéité, susceptibles d'être en contact avec des gaz émis par les générateurs électrochimiques au lithium, sont des matériaux dimensionnés pour résister aux gaz émis par lesdits générateurs électrochimiques au lithium et résistants au moins à une température de 150 °C. Dans le cadre de la présente invention, on entend par « générateur électrochimique au lithium » un générateur comprenant au moins une électrode, ladite électrode comprenant une matière électrochimiquement active soit constituée d'un matériau apte à insérer et/ou à désinsérer du lithium, soit constituée de lithium métal ; selon un mode de réalisation, le générateur électrochimique au lithium est choisi parmi la liste constituée d'un accumulateur Li Ion, d'un accumulateur Li polymère, d'une pile au lithium. Selon différents modes de réalisations qui peuvent se combiner selon toutes les solutions techniquement réalisables : - la pression seuil, Ps, est comprise entre 0,5 bar et 5 bar, par exemple supérieure ou égale à 1 bar et/ou inférieure ou égale à 2 bar ; - la paroi de l'habitacle est une partie d'une carlingue d'aéronef et la pression seuil, Ps, est comprise entre 1 bar et 5 bar, par exemple supérieure ou égale à 1,5 bar et/ou inférieure ou égale à 3 bar ; - le conduit (300) est un tuyau rigide ou un tuyau souple rigidifié ; selon un mode de réalisation, le tuyau a un diamètre compris entre 10 mm et 100 mm et une longueur comprise entre 0,50 m et 3 m ; - le coffre est formé d'une pluralité de plaques en un matériau choisi parmi la liste constituée de l'aluminium et de ses alliages, des aciers, du titane et de ses alliages et lesdites plaques sont pliées et/ou soudées entre elles ; selon un mode de réalisation, les plaques pliées et/ou soudées entre elles sont au nombre de cinq, assemblées en forme parallélépipède, avec une plaque de fond (111) opposée à l'ouverture (130) du coffre, deux plaques latérales (112, 34693 130228 dépot FR 113) d'une première épaisseur el disposées face à face et deux autres plaques latérales (114, 115) d'une deuxième épaisseur e2 disposées face à face, où l'ouverture formant évent est aménagée dans une des plaques d'épaisseur e2 et où l'épaisseur el est comprise entre 1 et 2 mm et l'épaisseur e2 est comprise entre 1,5 fois et 3 fois l'épaisseur el ; la pièce d'occultation (400) est en continuité de matière et comprend des zones amincies (410) formant au moins une partie adaptée à se déchirer à la pression seuil, Ps ; selon un mode de réalisation, une zone amincie forme une courbe fermée autour d'une partie (420) susceptible de se détacher au moins partiellement de la pièce d'occultation quand ladite zone amincie se déchire à la pression seuil, Ps ; selon un mode de réalisation, la zone amincie formant une courbe fermée est une rainure, par exemple en V ou en U ; la pièce d'occultation est constituée d'une pluralité de matériaux reliés entre eux par des liaisons et au moins une liaison est adaptée à se déchirer à une pression seuil, Ps ; le dispositif de sécurité comprend en outre un dispositif de refroidissement du conduit. La présente invention vise également un véhicule comprenant un habitacle séparé de l'extérieur par une paroi, dans laquelle est pratiquée une ouverture ouvrant sur l'extérieur, et un dispositif de sécurité ci-dessus, disposé dans l'habitacle, dont la pièce d'occultation est fixée de manière étanche aux gaz à ladite ouverture. Selon un mode de réalisation, le véhicule est choisi dans la liste constituée d'un aéronef, d'un moyen de transport ferroviaire, d'un moyen de transport routier, d'un moyen de transport maritime ou fluvial. La présente invention vise également un bâtiment comprenant un habitacle séparé de l'extérieur par une paroi, dans laquelle est pratiquée une ouverture ouvrant sur l'extérieur, et un dispositif de sécurité ci-dessus, disposé dans l'habitacle, dont la pièce d'occultation est fixée de manière étanche aux gaz à ladite ouverture. 34693 130228 dépot FR La présente invention vise également un procédé mettant en oeuvre un dispositif de sécurité ci-dessus, où, en cas de la libération de gaz par un générateur électrochimique disposé dans le coffre, le gaz est refroidi dans le conduit et produit un déchirement de la partie adaptée à se déchirer à une pression seuil, Ps, de la pièce d'occultation quand le gaz atteint la pression seuil, Ps. On entend par un « étanche aux gaz » un agencement étanche qui résiste à une pression supérieure ou égale à 1,5 fois la pression seuil, Ps, par exemple à une pression comprise entre 2 et 5 fois la pression seuil, Ps. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La Figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de sécurité selon l'invention pour une batterie de générateurs électrochimiques au lithium. La Figure 2 est une représentation schématique du coffre et du couvercle pour une batterie de générateurs électrochimiques représentés dans la Figure 1. La Figure 3 est une représentation schématique des composants du coffre pour une batterie de générateurs électrochimiques représenté dans la Figure 1. Les Figures 4 et 5 sont des représentations schématiques de la pièce d'occultation du dispositif de sécurité représenté dans la Figure 1. 34693 130228 dépot FR REVENDICATIONS1. Dispositif de sécurité (1) pour une batterie de générateurs électrochimiques au lithium comprenant : un coffre (100) destiné à être placé dans un habitacle et configure pour loger une pluralité de générateurs électrochimiques au lithium, ledit coffre comprenant une pluralité de parois (111, 112, 113, 114, 115) assemblées, une ouverture (120) formant évent dans une des parois, une ouverture (130) permettant l'introduction des générateurs électrochimiques ; un couvercle (200) destiné à être agencé de manière étanche aux gaz sur l'ouverture du coffre permettant l'introduction des générateurs électrochimiques ; un conduit (300) comprenant deux ouvertures (311, 312) où une des ouvertures (311) est destinée à être reliée de manière étanche aux gaz à l'ouverture (120) formant évent du coffre ; une pièce d'occultation (400) destinée à être disposée de manière étanche aux gaz à une ouverture d'une paroi de l'habitacle et à la deuxième ouverture (312) du conduit, et où ladite pièce d'occultation comprend une partie (410) adaptée à se déchirer à une pression seuil, Ps ; où les parois du coffre, le couvercle, le conduit et la pièce d'occultation sont solidarisés entre eux de manière à assurer une étanchéité aux gaz jusqu'à une pression supérieure à la pression seuil, Ps, et où les matériaux du coffre, du couvercle, du conduit et de la pièce d'étanchéité, susceptibles d'être en contact avec des gaz émis par les générateurs électrochimiques au lithium, sont des matériaux dimensionnés pour résister aux gaz émis par lesdits générateurs électrochimiques au lithium et résistants au moins à une température de 150 °C. 2. Dispositif de sécurité selon la revendication précédente où la pression seuil, Ps, est comprise entre 0,5 bar et 5 bar, par exemple supérieure ou égale à 1 bar et/ou inférieure ou égale à 2 bar. 3. Dispositif de sécurité selon la revendication précédente où la paroi de l'habitacle est une partie d'une carlingue d'aéronef et où la pression seuil, Ps, est 34693 130228 dépot FRcomprise entre 1 bar et 5 bar, par exemple supérieure ou égale à 1,5 bar et/ou inférieure ou égale à 3 bar. 4. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes où le conduit (300) est un tuyau rigide ou un tuyau souple rigidifié. 5. Dispositif de sécurité selon la revendication précédente où le tuyau a un diamètre compris entre 10 mm et 100 mm et une longueur comprise entre 0,50 m et 3 m. 6. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes où le coffre est formé d'une pluralité de plaques en un matériau choisi parmi la liste constituée de l'aluminium et de ses alliages, des aciers, du titane et de ses alliages et où lesdites plaques sont pliées et/ou soudées entre elles. 7. Dispositif de sécurité selon la revendication précédente où les plaques pliées et/ou soudées entre elles sont au nombre de cinq, assemblées en forme parallélépipède, avec une plaque de fond (111) opposée à l'ouverture (130) du coffre, deux plaques latérales (112, 113) d'une première épaisseur el disposées face à face et deux autres plaques latérales (114, 115) d'une deuxième épaisseur e2 disposées face à face, où l'ouverture formant évent est aménagée dans une des plaques d'épaisseur e2 et où l'épaisseur el est comprise entre 1 et 2 mm et l'épaisseur e2 est comprise entre 1,5 fois et 3 fois l'épaisseur el. 8. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes où la pièce d'occultation (400) est en continuité de matière et comprend des zones amincies (410) formant au moins une partie adaptée à se déchirer à la pression seuil, Ps. 9. Dispositif de sécurité selon la revendication précédente où une zone amincie forme une courbe fermée autour d'une partie (420) susceptible de se détacher au moins partiellement de la pièce d'occultation quand ladite zone amincie se déchire à la pression seuil, Ps. 34693 130228 dépot FR 10. Dispositif de sécurité selon la revendication précédente où la zoné amincie formant une courbe fermée est une rainure, par exemple en V Ou en U. 1 L Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 où la pièce d'occultation est constituée d'une pluralité de matériaux reliés entre eux par des liaisons et où au moins une liaison est adaptée à se déchirer à une pression seuil, Ps. 12. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant en outre un dispositif de refroidissement du conduit. 13. Véhicule comprenant un habitacle séparé de l'extérieur par une paroi, dans laquelle est pratiquée une ouverture ouvrant sur l'extérieur, et un dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, disposé dans l'habitacle, dont la pièce d'occultation est fixée de manière étanche aux gaz à ladite ouverture. 14. Véhicule selon la revendication précédente où le véhicule est choisi dans la liste constituée d'un aéronef, d'un moyen de transport ferroviaire, d'un moyen de transport routier, d'un moyen de transport maritime ou fluvial. 15. Bâtiment comprenant un habitacle séparé de l'extérieur par une paroi, dans laquelle est pratiquée une ouverture ouvrant sur l'extérieur, et un dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 , disposé dans l'habitacle, dont la pièce d'occultation est fixée de manière étanche aux gaz à ladite ouverture. 16. Procédé mettant en oeuvre un dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 où, en cas de la libération de gal par un générateur électrochimique disposé dans le coffre, le gaz est refroidi dans le conduit et produit un déchirement de la partie adaptée à se déchirer à une pression seuil, Ps, de la pièce d'occultation quand le gaz atteint la pression seuil, Ps. 34693_ 1302:n..p4,-f, FR