Brevet FR3067522A1 — publié le 20181214

Module de batterie pour aéronef L'invention concerne un module de batterie pour aéronef et une batterie pour aéronef comprenant une pluralité de tels modules de batterie. Une batterie Li-ion est un assemblage de plusieurs cellules Lithium-Ion, en série et en parallèle, pour atteindre le courant et la tension désirés. Une cellule peut être de type Pouch, à savoir réalisée dans un sachet souple et hermétique aux fluides, tels que les liquides et les gaz. Chaque cellule comporte une première borne présentant une extrémité en saillie suivant un axe principal par rapport au corps de la cellule de sorte à former le pôle positif, ladite borne étant généralement réalisée en aluminium. Chaque cellule comporte également une deuxième borne présentant une extrémité en saillie s'étendant de manière sensiblement parallèle à l'axe principal de sorte à former le pôle négatif, ladite borne étant généralement réalisée en cuivre. Les cellules sont assemblées entre elles par l'intermédiaire desdits bornes en série ou en parallèle de sorte à former une batterie. Pour ce faire, il est connu de souder point par point chaque borne. Cependant, une telle soudure est longue et fastidieuse à réaliser. Il est également connu de poser un élément de raccordement sous la forme d'un bus barre comprenant des bossages dont chacun est apte à venir recouvrir une borne d'une cellule. L'utilisation d'un bus barre présentant une pluralité de bossages permet de souder plusieurs bornes simultanément entre elles de manière plus rapide. Cependant, il est nécessaire que les jeux entre les bornes et les bossages dudit bus barre soient les plus faibles possible, voire sensiblement nuls pour que la soudure soit de bonne qualité. 2 Or, la forme dudit bus barre impose de laisser du jeu horizontal perpendiculairement à l'axe principal des bornes pour permettre le montage de chaque bossage sur une borne. De plus, les tolérances de fabrication dudit bus barre et les 5 tolérances de positionnement de la cellule rendent impossible le contrôle du jeu vertical parallèle à l'axe principal des bornes. La non maîtrise de ces jeux est responsable de la mauvaise qualité de la soudure, voire est responsable de l'endommagement du bus barre ou des cellules situées en-dessous de la soudure. 10 Il existe donc un besoin de fournir une batterie ne présentant pas les inconvénients précités. Selon un premier aspect, l'invention a pour objet un module de batterie pour aéronef comprenant: - une pluralité de cellules électrochimiques, chaque cellule 15 ayant des bornes électriques comprenant une extrémité saillante qui fait saillie avec le corps de ladite cellule selon un axe principal; et - une pluralité d'éléments de raccordement destinés à relier électriquement lesdites cellules entre elles, chaque élément de raccordement comprenant deux extrémités enserrantes disposées 20 chacune contre l'extrémité saillante d'une borne adjacente suivant l'axe principal de sorte que chaque extrémité saillante d'une borne est enserrée par deux éléments de raccordement distincts au moyen d'extrémités enserrantes, lesdites extrémités enserrantes et ladite extrémité saillante restant libres pour être fixées les unes aux autres. 25 Grâce à l'invention, chaque borne est enserrée par deux éléments de raccordement distincts ce qui permet de s'affranchir des jeux verticaux et horizontaux. L'invention permet ainsi de réduire de manière très importante la fabrication de pièces défaillantes présentant des jeux trop importants. 30 L'invention permet également de réduire le coût de fabrication de la batterie. En effet, du fait que les extrémités saillantes de chaque borne restent libres, cela permet d'avoir une bonne visibilité de la fixation et donc de vérifier visuellement de la qualité de cette 3 dernière. Contrairement à l'art antérieur, une analyse de la fixation n'est plus nécessaire pour vérifier la qualité de ladite fixation. Grâce à l'invention, il est donc possible d'avoir un dispositif modulaire dans lequel on adapte de manière simple, fiable et efficace 5 le nombre de cellules à relier. En effet, dans l'art antérieur, le bus barre a un nombre fixe de bossages ce qui oblige à modifier ladite barre dès qu'un nombre différent de cellules est à relier. Selon des modes particuliers de l'invention, le module de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques 10 suivantes prises isolément ou selon toutes les combinaisons possibles : - les deux extrémités enserrantes et l'extrémité saillante sont fixées par laser ; - un ou des éléments de raccordement et chaque borne adjacente au(x)dit(s) élément(s) de raccordement ont un 15 matériau en commun, notamment un matériau comprenant du cuivre, du nickel ou de l'aluminium ; - deux éléments de raccordement comportent chacun une partie libre, lesdites parties libres étant empilées l'une sur l'autre selon l'axe principal ; 20 - au moins un élément de raccordement a deux extrémités enserrantes en contact chacune avec l'extrémité saillante de deux bornes adjacentes distinctes ; - des éléments de raccordement sont usinés ou pliés ; - les cellules sont des cellules électrochimiques contenues 25 dans des sachets flexibles et imperméables aux fluides ; - les éléments de raccordement s'étendent selon un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe principal ; - chaque élément de raccordement est fixé au corps d'une ou de plusieurs cellules, notamment par des fixations 30 mécaniques. Selon un autre aspect, l'invention a également pour objet une batterie pour aéronef comprenant une pluralité de modules de batterie selon l'invention. 4 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique est une vue schématique partielle de côté d'un 5 mode de réalisation de l'invention comprenant deux cellules à relier. Comme illustré sur la figure, le module de l'invention 1 est un module de batterie 1 pour aéronef (non représenté) comprenant une pluralité de cellules électrochimiques 5, chaque cellule de batterie 5 ayant des bornes électriques 7 comprenant une extrémité saillante 9 qui 10 fait saillie avec le corps 6 de ladite cellule. L'extrémité saillante 9 s'étend selon un axe principal 8. Les cellules électrochimiques peuvent être des cellules de type Li-ion. Les bornes électriques 7 ont également une partie plongeante (non représentée) pour être au contact avec les éléments électrochimiques 15 disposés à l'intérieur du corps 6. Le module de l'invention 1 comporte également une pluralité d'éléments de raccordement 11a, llb destinées à reliées électroniquement lesdites cellules 5 entre elles. Un élément de raccordement 11 peut être comme représenté sous la forme de bus barre. 20 Chaque élément de raccordement 11a, 1 lb comprend au moins une extrémité enserrante 13a, 13b disposée chacune contre l'extrémité saillante 9 d'une borne 7 suivant l'axe principal 8 de sorte que chaque extrémité saillante 9 d'une borne est enserrée par deux éléments de raccordements 11a, llb distincts au moyen d'extrémité enserrante 13a, 25 13b. L'extrémité saillante 9 et les deux extrémités enserrantes 13a, 13b restent libres pour être fixées les unes aux autres. Le module de l'invention 1 permet ainsi de : - supprimer les jeux horizontaux pouvant perturber la fixation ; en effet, deux éléments de raccordement 11a, 1 lb distincts enserrent une 30 même borne 7 de part et d'autre de cette dernière, la gestion de la largeur de l'élément de raccordement ainsi que les tolérances de fabrication étant très facilement gérables ; 5 - supprimer les jeux verticaux pouvant perturber la fixation; en effet, les extrémités saillantes 9 et les extrémités enserrantes 13a, 13b restent libres et donc visibles; - simplifier l'analyse de la fixation ; 5 - fabriquer de manière moins onéreuse et de manière plus simple le module de l'invention et, notamment l'élément de raccordement; - utiliser le module de l'invention 1 quel que soit le nombre de cellules à relier entre elles sans modifier les éléments de raccordement. De préférence, les deux extrémités enserrantes 13a, 13b et 10 l'extrémité saillante 9 sont fusionnées par laser pour réaliser la fixation. A titre d'exemple, le laser est un laser de type fibre ytterbium de longueur d'onde d'environ 1 070 nm. Ainsi, la soudure laser se réalise par effondrement de matière des extrémités libres saillante et enserrantes. 15 Selon ce mode de réalisation, le ou les éléments de raccordement 11a, llb et chaque borne adjacente 7 au(x)dit(s) élément(s) de raccordement ont un matériau en commun, notamment un matériau comprenant du cuivre, du nickel ou de l'aluminium. Selon un mode de réalisation, deux éléments de raccordement bus 20 1 lb et 11c comportent chacun une partie libre 14b, 14c qui sont empilées l'une sur l'autre. L'axe d'empilement s'étend selon un axe sensiblement colinéaire à l'axe principal 8. Selon encore un autre mode de réalisation, au moins un élément de 25 raccordement lla a deux extrémités enserrantes 13a en contact chacune avec l'extrémité saillante 9 des deux bornes adjacentes distinctes. Selon ce mode de réalisation, les deux extrémités enserrantes 13a sont reliées par une base 15. De préférence, des éléments de raccordement 11a, 1 lb et 11c sont 30 usinées ou pliées. Les cellules 5 peuvent être des cellules électrochimiques contenues dans des sachets flexibles autorisant une ou plusieurs déformations et imperméables aux fluides. A titre d'exemple de fluides, on peut citer les liquides, comme l'eau liquide, et les gaz, tels que l'air. Afin de gérer la 6 surpression, la cellule souple peut contenir une valve pour faire échapper du gaz vers l'extérieur du module 1 de l'invention. De préférence, les cellules de batterie 5 sont reliées électroniquement entre elles en série et/ou en parallèle par 5 l'intermédiaire des éléments de raccordement 11a, llb et 11c. De préférence, chaque élément de raccordement 11a, llb et 11c est fixé au corps d'une ou de plusieurs cellules 5, notamment par des fixations mécaniques 17. Les fixations mécaniques peuvent être par exemple des vis. 10 Selon un autre aspect, l'invention concerne une batterie (non représenté) pour aéronef comprenant une pluralité de modules de batterie 1 selon l'invention. REVENDICATIONS1. Module de batterie (1) pour aéronef comprenant: - une pluralité de cellules électrochimiques (5), chaque cellule ayant des bornes électriques (7) comprenant une extrémité saillante (9) qui fait saillie avec le corps (6) de ladite cellule (5) selon un axe principal (8); et - une pluralité d'éléments de raccordement (11a, 11b, 11c) destinés à relier électriquement lesdites cellules (5) entre elles, chaque élément de raccordement (11a, 11b, 11c) comprenant deux extrémités enserrantes (13a, 13b) disposées chacune contre l'extrémité saillante (9) d'une borne adjacente (7) suivant l'axe principal (8) de sorte que chaque extrémité saillante (9) d'une borne est enserrée par deux éléments de raccordement (11a, 11b, 11c) distincts au moyen d'extrémités enserrantes (13a, 13b), lesdites extrémités enserrantes (13a, 13b) et ladite extrémité saillante (9) restant libres pour être fixées les unes aux autres. 2. Module (1) selon la revendication 1, dans lequel les deux extrémités enserrantes (13a, 13b) et l'extrémité saillante (9) sont fixées par laser. 3 Module (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un ou des éléments de raccordement (11a, 11b, 11c) et chaque borne adjacente (7) au(x)dit(s) élément(s) de raccordement ont un matériau en commun, notamment un matériau comprenant du cuivre, du nickel ou de l'aluminium. 4. Module (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel deux éléments de raccordement (11b, 11c) comportent chacun une partie libre (14b, 14c), lesdites parties libres (14b, 14c) étant empilées l'une sur l'autre selon l'axe principal (8). 5. Module (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un élément de raccordement (11a) a deux extrémités enserrantes (13a) en contact chacune avec l'extrémité saillante (9) de deux bornes adjacentes distinctes (7). 8 6. Module (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel des éléments de raccordement (11a, 11b, 11c) sont usinés ou pliés. 7. Module (1) selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, dans lequel les cellules (5) sont des cellules électrochimiques contenues dans des sachets flexibles et imperméables aux fluides. 8. Module (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les éléments de raccordement (11a, 11b, 11c) 10 s'étendent selon un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe principal. 9. Module (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque élément de raccordement (11a, 11b, 11c) est fixé au corps d'une ou de plusieurs cellules (5), notamment par des fixations mécaniques (17). 15 10. Batterie pour aéronef comprenant une pluralité de modules de batterie (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.