Brevet FR3020180A1 — publié le 20151023

BATTERIE SECONDAIRE AYANT UN DISPOSITIF DE PROTECTION DE SURCHARGE La présente invention concerne une batterie 5 secondaire, et plus particulièrement une batterie secondaire ayant un dispositif de protection de surcharge. La batterie secondaire existante comprend généralement un BMS (Battery Management System - système de gestion de batterie) qui est utilisé pour surveiller et 10 contrôler le processus de charge de chaque élément de batterie, en empêchant une surcharge et un endommagement de la batterie. Cependant, le BMS est assez cher et n'est pas de qualité fiable. Par conséquent, le BMS est remplacé par un circuit de protection de surcharge. 15 A l'aide du circuit de protection de surcharge, la puissance en excès est déplacée vers la résistance d'équilibrage et consommée par celle-ci, de façon empêcher la tension de la batterie secondaire d'augmenter de façon continue et de provoquer un endommagement de la 20 batterie. Cependant, la résistance d'équilibrage est une résistance à faible puissance, ce qui produira trop d'énergie thermique. En outre, la batterie elle-même produira également de l'énergie thermique. Lorsque trop d'éléments de batterie secondaire sont chargés de façon 25 synchrone, et que la puissance est déchargée, la chaleur produite par la batterie secondaire sera suffisamment importante pour avoir un effet négatif sur l'effet de charge. Par conséquent, un système de dissipation 30 thermique est conçu pour résoudre ce problème, et le système de dissipation thermique le plus courant comprend un trajet de dissipation thermique, une structure de dissipation thermique et un ventilateur. Cependant, les systèmes de dissipation thermique existants sont principalement des structures indépendantes, ce qui rend la batterie secondaire compliquée, et l'effet de dissipation thermique est limité. La présente invention est conçue pour atténuer et/ou éviter les inconvénients décrits ci-dessus. L'objectif principal de la présente invention est de fournir une batterie secondaire ayant un dispositif de protection de surcharge. A l'aide du boîtier de batterie fait de métal, de la plaque de dissipation thermique et des résistances en ciment (désignées plus souvent en anglais « cement resistors ») à haute puissance montées sur la plaque de dissipation thermique, la batterie secondaire de la présente invention, sans structure compliquée, fournira une bonne performance de dissipation thermique et un bon effet de charge pendant le processus de charge, réduisant sensiblement la possibilité d'explosion à haute température. Pour atteindre l'objectif précité, une batterie 20 secondaire ayant un dispositif de protection de surcharge selon la présente invention comprend : un boîtier de batterie ayant une chambre pour contenir une pluralité d'éléments de batterie secondaire ; une plaque de dissipation thermique fixée au boîtier de batterie ; et un 25 dispositif de décharge de surcharge disposé dans le boîtier de batterie et comprenant une pluralité de modules de décharge de surcharge connectés électriquement aux éléments de batterie secondaire, le nombre de modules de décharge de surcharge étant égal à celui des éléments de batterie 30 secondaire, et chacun des modules de décharge de surcharge comprenant une résistance d'équilibrage qui est fixée à la plaque de dissipation thermique et utilisée pour consommer la puissance électrique. La batterie secondaire ayant un dispositif de protection de surcharge est caractérisée par le fait que : le boîtier de batterie et la plaque de dissipation thermique sont faits de métal, les résistances 5 d'équilibrage sont des résistances en ciment, une pluralité de premiers connecteurs sont connectés électriquement aux modules de décharge de surcharge, et une pluralité de seconds connecteurs sont connectés électriquement aux résistances en ciment et fixés de façon détachable à un 10 connecteur correspondant parmi les premiers connecteurs. De préférence, le boîtier de batterie comprend en outre une surface externe, et deux premières parties de raccordement espacées faisant saillie de la surface externe, la plaque de dissipation thermique comprend une 15 partie de dissipation thermique espacée de la surface externe du boîtier de batterie, et deux secondes parties de raccordement formées sur la partie de dissipation thermique et fixées aux premières parties de raccordement, de telle sorte que la plaque de dissipation thermique et le boîtier 20 de batterie définissent un espace de dissipation thermique pour le passage d'un liquide. De préférence, le dispositif de décharge de surcharge comprend en outre une carte de circuit, qui est disposée au niveau d'une entrée de la chambre du boîtier de 25 batterie et conçue pour permettre une connexion électrique des modules de décharge de surcharge et des éléments de batterie secondaire. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, prise conjointement 30 avec les dessins annexés qui présentent, à des fins d'illustration uniquement, le mode de réalisation préféré selon la présente invention. Sur ces dessins : - la Figure 1 est une vue éclatée d'une batterie secondaire ayant un dispositif de protection de surcharge selon la présente invention ; - la Figure 2 est une vue d'ensemble de la batterie secondaire ayant le dispositif de protection de surcharge selon la présente invention ; - la Figure 3 est une vue de dessus de la batterie secondaire ayant le dispositif de protection de surcharge selon la présente invention ; et - la Figure 4 est une vue en coupe transversale de la batterie secondaire ayant le dispositif de protection de surcharge selon la présente invention. Si l'on se réfère aux Figures 1 à 3, une batterie secondaire ayant un dispositif de protection de surcharge selon la présente invention comprend : un boîtier de batterie 20, une plaque de dissipation thermique 30, un dispositif de décharge de surcharge 400, une pluralité de premiers connecteurs 50 et une pluralité de seconds connecteurs 60. Le boîtier de batterie 20 est fait de métal ayant une bonne performance de dissipation thermique, et comprend une chambre 21 pour contenir une pluralité d'éléments de batterie secondaire 10. Dans ce mode de réalisation, il y a quatre éléments de batterie secondaire 10, et le boîtier de batterie 20 comprend en outre une surface externe 22, et deux premières parties de raccordement espacées 23 faisant saillie de la surface externe 22. La plaque de dissipation thermique 30 est faite de métal ayant une bonne performance de dissipation thermique, et est fixée au boîtier de batterie 20. Dans ce mode de réalisation, la plaque de dissipation thermique 30 comprend une partie de dissipation thermique 31 espacée de la surface externe 22 du boîtier de batterie 20, et deux secondes parties de raccordement 32 formées sur la partie de dissipation thermique 31 et fixées aux premières parties de raccordement 23, de telle sorte que la plaque de dissipation thermique 30 et le boîtier de batterie 20 définissent un espace de dissipation thermique 33 pour le passage d'un liquide. Les premières et secondes parties de raccordement 23, 32 sont fixées ensemble par des vis 34. Le dispositif de décharge de surcharge 400 est disposé dans le boîtier de batterie 20 et comprend une pluralité de modules de décharge de surcharge 40 connectés électriquement aux éléments de batterie secondaire 10. Le nombre de modules de décharge de surcharge 40 est égal celui des éléments de batterie secondaire 10, et chacun des modules de décharge de surcharge 40 comprend une résistance d'équilibrage qui est fixée à la plaque de dissipation thermique 30 et utilisée pour consommer la puissance électrique. Dans ce mode de réalisation, chacune des résistances d'équilibrage est une résistance en ciment 41. La résistance en ciment 41 est fixée la partie de dissipation thermique 31 de la plaque de dissipation thermique 30, située dans l'espace de dissipation thermique 33, et comprend une surface de conduction thermique 411 venant en butée contre la plaque de dissipation thermique 30, deux parties de verrouillage 412 fixées à la plaque de dissipation thermique 30 par des vis 42, et une pluralité de rainures de dissipation thermique 413. Chacun des premiers connecteurs 50 est connecté 30 électriquement à un module correspondant parmi les modules de décharge de surcharge 40. Chacun des seconds connecteurs 60 est connecté électriquement à une résistance correspondante parmi les résistances en ciment 41 et fixé de façon détachable à un connecteur correspondant parmi les premiers connecteurs 50. Étant donné que le boîtier de batterie 20 et la plaque de dissipation thermique 30 sont faits de métal 5 ayant une bonne performance de dissipation thermique, lorsque chacun des éléments de batterie secondaire 10 est surchargé, l'énergie thermique produite par les éléments de batterie secondaire 10 sera absorbée par le boîtier de batterie 20 et dissipée dans l'air environnant par 10 l'intermédiaire de la surface externe 22, de façon réduire rapidement la température des éléments de batterie secondaire respectifs 10 pendant le processus de charge. Lorsque chacun des éléments de batterie secondaire 10 est surchargé pendant le processus de charge, les résistances 15 en ciment 41 des modules de décharge de surcharge 40 consommeront la puissance électrique. À ce moment, les rainures de dissipation thermique 413 dissiperont dans l'air environnant l'énergie thermique convertie à partir de la puissance électrique, et la surface de conduction 20 thermique 411 amènera également l'énergie thermique vers la plaque de dissipation thermique 30, de telle sorte que l'énergie thermique peut être dissipée rapidement dans l'air environnant par la plaque de dissipation thermique 30, et la température des résistances en ciment 41 est 25 abaissée efficacement. À l'aide du boîtier de batterie 20 fait de métal, de la plaque de dissipation thermique 30 et des résistances en ciment à haute puissance 41 montées sur la plaque de dissipation thermique 30, la batterie secondaire de la présente invention, sans structure 30 compliquée, fournira une bonne performance de dissipation thermique et un bon effet de charge pendant le processus de charge, réduisant sensiblement la possibilité d'explosion à haute température. On peut noter que, à l'aide du boîtier de batterie 20 fait de métal, de la plaque de dissipation thermique 30 et des résistances en ciment à haute puissance 41 montées sur la plaque de dissipation thermique 30, la batterie secondaire de la présente invention n'a pas besoin de système de dissipation thermique supplémentaire, et a donc une structure simple et est facile à fabriquer. De plus, les résistances en ciment 41 sur la plaque de dissipation thermique 30 sont connectées électriquement aux premiers connecteurs 50 des modules de décharge de surcharge 40 par l'intermédiaire des seconds connecteurs 60, et les premiers et seconds connecteurs 50, 60 sont connectés de façon détachable, ce qui rend l'entretien et l'assemblage de la batterie secondaire de la présente invention plus commodes. On peut noter que le dispositif de décharge de surcharge 400 comprend en outre une carte de circuit 401, qui est disposée au niveau de l'entrée de la chambre 21 du boîtier de batterie 20 et conçue pour réaliser une connexion électrique des modules de décharge de surcharge 40 et des éléments de batterie secondaire 10. Chacun des modules de décharge de surcharge 40 comprend un commutateur à semi-conducteurs 43 en tant que commutateur de décharge, et une unité de détection de tension 44 pour détecter la tension des éléments de batterie secondaire 10. Étant donné que l'unité de détection de tension 44 et le commutateur à semi-conducteurs 43 sont issus d'une technologie classique, des explications supplémentaires sont omises. La carte de circuit 401 comprend en outre une électrode positive 402 et une électrode négative 403 en tant que bornes de sortie de puissance de la batterie secondaire. Tandis que divers modes de réalisation de la présente invention ont été présentés et décrits, il apparaîtra à l'homme du métier que d'autres modes de réalisation peuvent être exécutés, sans s'éloigner du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS1 - Batterie secondaire ayant un dispositif de protection de surcharge, comprenant : un boîtier de batterie (20) ayant une chambre (21) pour contenir une pluralité d'éléments de batterie secondaire (10) ; une plaque de dissipation thermique (30) fixée au boîtier de batterie ; un dispositif de décharge de surcharge (400) disposé dans le boîtier de batterie (20) et comprenant une pluralité de modules de décharge de surcharge (40) connectés électriquement aux éléments de batterie secondaire (10), le nombre de modules de décharge de surcharge (40) étant égal à celui des éléments de batterie secondaire (10), et chacun des modules de décharge de surcharge (40) comprenant une résistance d'équilibrage qui est fixée à la plaque de dissipation thermique (30) et utilisée pour consommer la puissance électrique ; caractérisée par le fait que : le boîtier de batterie (20) et la plaque de dissipation thermique (30) sont faits de métal, les résistances d'équilibrage sont des résistances en ciment (41), une pluralité de premiers connecteurs (50) sont connectés électriquement aux modules de décharge de surcharge (40), et une pluralité de seconds connecteurs (60) sont connectés électriquement aux résistances en ciment (41) et fixés de façon détachable à un connecteur correspondant parmi les premiers connecteurs (50). 2 - Batterie secondaire ayant le dispositif de protection de surcharge selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le boîtier de batterie (20) comprend en outre une surface externe (22), et deuxpremières parties de raccordement (23) espacées faisant saillie de la surface externe (22), la plaque de dissipation thermique (30) comprend une partie de dissipation thermique (31) espacée de la surface externe (22) du boîtier de batterie (20), et deux secondes parties de raccordement (32) formées sur la partie de dissipation thermique (31) et fixées aux premières parties de raccordement (23), de telle sorte que la plaque de dissipation thermique (30) et le boîtier de batterie (20) définissent un espace de dissipation thermique (33) pour le passage d'un liquide. 3 - Batterie secondaire ayant le dispositif de protection de surcharge selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le dispositif de décharge de surcharge (40) comprend en outre une carte de circuit (401), qui est disposée au niveau d'une entrée de la chambre (21) du boîtier de batterie (20) et conçue pour permettre une connexion électrique des modules de décharge de surcharge (40) et des éléments de batterie secondaire (10).