Brevet FR3084969A1 — publié le 20200214

IMPLANTATION MODULAIRE ET COMPACTE DE MODULES BATTERIE DANS UN CONTENEUR DOMAINE DE L'INVENTION L'invention se rapporte au domaine des conteneurs de transport et des abris préfabriqués transportables utilisés comme installations de stockage de modules batteries en vue de l'utilisation de ces modules batterie comme source d'alimentation de secours, par exemple pour des équipements électriques/électroniques dans le domaine des télécommunications. ETAT DE LA LECHNIQUE Un module batterie, encore désigné de manière équivalente dans ce qui suit par le terme « module », est connu de l'état de la technique. Il comprend généralement plusieurs éléments électrochimiques, encore appelés « éléments », connectés électriquement entre eux, en série ou en parallèle, au moyen de barrettes métalliques. Le module comprend également généralement un circuit électronique de contrôle et de gestion des éléments destiné à mesurer leur état de charge et/ou leur état de santé, notamment au moyen de mesures de tension ou de courant prises individuellement élément par élément ou prises au niveau d'un groupe d'éléments. Le module peut aussi comprendre un dispositif de régulation de la température des éléments. Plusieurs modules batterie peuvent être installés dans une baie. Une baie équipée de ces modules forme une source d'énergie autonome qui peut être déplacée et installée à proximité de systèmes électroniques qui seront alimentés par ces modules en cas de coupure de courant du secteur. Plusieurs baies peuvent être associées afin de pouvoir délivrer une plus grande quantité d'énergie au système électronique. Les baies peuvent être regroupées dans un conteneur qui peut être placé sur le châssis d'un moyen de transport, tel qu'un train de marchandises ou un bateau, afin d'être transporté vers un lieu donné. Dans le domaine du transport, un conteneur est un caisson métallique, en forme de parallélépipède, conçu pour le transport de marchandises par différents modes de transport, tel que le transport par voie maritime. Ses dimensions ont été normalisées au niveau international. Le document EP-A-2 506 337 décrit un conteneur de dimensions standardisées selon la norme ISO, comprenant une pluralité de baies, chaque baie étant destinée à contenir des modules batteries, chaque baie comprenant une face d'insertion de ces modules, le conteneur étant caractérisé en ce que la moitié au moins des baies est disposée de manière à ce que la 2 face d'insertion des modules soit perpendiculaire à la direction définie par la longueur du conteneur. Actuellement, on installe des modules batterie dans un conteneur en empilant verticalement les modules. On forme ainsi des colonnes de modules. On connecte 5 électriquement les colonnes de modules jusqu'à obtenir la tension souhaitée pour alimenter un système électronique, par exemple un convertisseur. Des convertisseurs peuvent fonctionner sous des tensions relativement éloignées, allant typiquement de 850V à 1500V. Or, la hauteur limitée du conteneur limite le nombre de modules que l'on peut empiler sur une colonne et donc la tension que peut délivrer la colonne. 10 Si l'on souhaite augmenter la tension, il est nécessaire de continuer d'empiler des modules sur une colonne adjacente et de connecter en série les deux colonnes adjacentes. Suivant les tensions souhaitées, on crée des branches constituées de colonnes de modules connectées en série, plus ou moins complètes sur leur hauteur, générant ainsi des emplacements vides qui pénalisent la quantité d'énergie embarquée dans le conteneur. 15 La figure 1 décrit une première configuration Conf I montrant 8 modules batterie (ml à m8) empilés pour former une colonne Cl. Ces 8 modules batterie sont connectés en série pour délivrer une tension VI. On remarque que cette configuration 1 permet de remplir toute la hauteur du conteneur. En revanche, la configuration Conf 2 qui montre une première colonne C2 constituée de 8 modules (ml à m8) et une seconde colonne C3 adjacente comprenant 3 20 modules (m9 à ml l) pour obtenir une tension V2, présente un taux de remplissage plus faible. En effet, la colonne C3 comporte un espace inoccupé correspondant au volume de 5 modules. De plus, le fait de continuer l'empilement d'une colonne à une autre colonne adjacente rend le câblage électrique et le repérage des branches en parallèle relativement complexe. Les phases de montage et de maintenance deviennent alors dangereuses pour un opérateur. Une 25 telle situation est illustrée à la configuration Conf 3 de la figure 1. La colonne C5 comprend 3 modules m9 à ml 1 qui sont connectés en série avec les 8 modules ml à m8 de la colonne C4. La colonne C5 comprend également 5 modules ml à m5 qui sont connectés en série avec les 6 modules m6 à ml 1 de la colonne C6. On constate qu'il existe au sein de la colonne C5, un premier groupe de 3 modules m9 à m11 qui associés aux modules ml à m8 de la colonne C4 30 forme une première branche et un second groupe de 5 modules ml à m5 qui associés aux 6 modules m6 à ml 1 de la colonne C6 forme une seconde branche. La colonne C5 comprend donc des modules qui font partie de deux branches différentes. Ceci rend complexe les phases de montage et de maintenance pour un opérateur. 3 On cherche donc une méthode permettant de trouver le meilleur arrangement de modules batterie dans un conteneur ou dans tout autre enceinte, et permettant de maximiser l'énergie installée, tout en conservant une modularité de la tension délivrée par le conteneur, cette modularité étant nécessaire pour répondre aux différents besoins en tension d'un 5 utilisateur. RESUNIE DE L'INVENTION A cet effet, l'invention propose une méthode d'installation d'une pluralité de modules batterie dans une enceinte, les modules batterie étant aptes à être empilés pour former une ou 10 plusieurs colonnes et étant aptes à être connectés en série au sein d'une même colonne, au moins deux colonnes adjacentes pouvant être connectées en série, l'ensemble des modules batterie étant apte à délivrer une tension V, choisie dans un groupe de n valeurs de tensions VI, V2, ..., V,,, prédéterminées par un utilisateur, ladite méthode comprenant les étapes de : a) détermination de la tension de base U d'une colonne de modules batterie, ladite 15 tension de base U étant telle que U - E, x ; i allant de 1 à n et k étant un nombre entier, E, allant de 0 à Emax, Em,x étant fixé par l'utilisateur ; b) détermination des n séries de multiples entiers de k, m étant un entier pouvant aller jusqu'à 50 ; c) choix d'un groupe de n valeurs prises dans des séries différentes des multiples entiers 20 de k, de manière à ce que la différence entre la valeur la plus élevée du groupe et la valeur la plus basse du groupe soit minimale ; d) choix d'un nombre N de colonnes compris dans une plage allant de la valeur la moins élevée du groupe à la valeur la plus élevée du groupe ; e) installation dans l'enceinte de N colonnes constituées chacune d'un empilement de 25 modules batterie connectés en série et délivrant une tension au moins égale à la tension de base U de la colonne ; f) connexion en série des colonnes pour permettre la délivrance non simultanée de chacune des tensions choisies parmi VI, ,V1,. Selon un mode de réalisation, l'enceinte est de longueur L et la méthode comprend la 30 détermination de la largeur 1 d'une colonne en divisant la longueur L de l'enceinte par le nombre N de colonnes. Selon un mode de réalisation, la méthode comprend en outre à l'étape f), la connexion en série des k colonnes constitue une branche batterie délivrant une tension V, égale à kix U. 4 Selon un mode de réalisation, la méthode comprend en outre une étape g) de connexion en parallèle d'au moins deux branches batterie. Selon un mode de réalisation, le nombre N de colonnes est égal au plus petit commun multiple des n valeurs 5 Selon un mode de réalisation, l'enceinte est un abri préfabriqué ou un conteneur de transport dont les dimensions sont normalisées. L'invention a également pour objet une enceinte comprenant une pluralité de modules batterie, dans laquelle les modules batterie sont empilés, forment N colonnes, et sont connectés en série au sein d'une même colonne, deux colonnes adjacentes pouvant être 10 connectées en série, l'ensemble des modules batterie étant apte à délivrer une tension V, choisie dans un groupe de n valeurs de tensions Vi, V2, ..., Vn, prédéterminées par un utilisateur, chaque colonne de modules batterie délivrant une tension de base U, U étant telle que U = Vi/k, - E, x Vi; i allant de 1 à n et Ici étant un nombre entier, E, allant de 0 à E','_,, E',':' étant fixé par l'utilisateur. 15 Selon un mode de réalisation, les N colonnes comportent le même nombre de modules batterie. Selon un mode de réalisation, il n'existe aucune interruption de la connexion en série entre deux modules batterie au sein d'une même colonne. L'invention a également pour objet une méthode d'installation d'une pluralité 20 d'éléments électrochimiques de format parallélépipèdique dans un volume de format parallélépipédique, chaque élément électrochimique présentant six orientations différentes dans le volume, la méthode comprenant les étapes de : a) détermination du nombre maximal d'éléments électrochimiques pouvant être logés dans le volume de format parallélépipèdique selon chacune des trois directions de l'espace, pour 25 chacune des six orientations ; b) calcul du taux de remplissage du volume pour chacune des six orientations à partir du nombre maximal d'éléments électrochimiques déterminé à l'étape a) c) choix par un utilisateur d'un taux de remplissage minimum du volume de format parallélépipédique ; 30 d) sélection d'une ou de plusieurs orientations parmi les six orientations possibles, pour lesquelles le taux de remplissage du volume est au moins égal au taux de remplissage minimum choisi à l'étape c). Selon un mode de réalisation, le volume de format parallélépipédique est le volume intérieur d'un boitier de module batterie ou un volume vertical d'une pièce ou d'un conteneur. 5 Selon un mode de réalisation, le volume de format parallélépipèdique est un volume vertical d'une pièce ou d'un conteneur, et à chaque orientation retenue à l'étape d), correspond un empilement d'un nombre maximal n3 de couches comprenant chacune un ou 5 plusieurs éléments électrochimiques. Selon un mode de réalisation, plusieurs couches comprenant chacune un ou plusieurs éléments électrochimiques sont connectées en série, et sont aptes à délivrer une tension de base de colonne U. Selon un mode de réalisation, la méthode comprend en outre une étape e) de recherche 10 parmi les orientations sélectionnées à l'étape d) d'un arrangement des éléments électrochimiques compatible avec la tension U, au cours de laquelle étape e), on détermine la tension T délivrée par une couche comprenant un ou plusieurs éléments électrochimiques, en divisant la tension de colonne U par le nombre maximal n3 de couches. Selon un mode de réalisation, on détermine le mode de connexion en série et/ou en 15 parallèle des éléments électrochimiques situés sur une même couche de manière à ce que ces éléments délivrent une tension inférieure ou égale à la tension T. Selon un mode de réalisation, le ou les éléments électrochimiques d'une même couche sont regroupés pour former un module batterie. L'invention a également pour objet une méthode comprenant 20 - la mise en oeuvre des étapes de la méthode d'installation d'une pluralité de modules batterie telle que décrite ci-avant, suivie de - la mise en oeuvre des étapes de la méthode d'installation d'une pluralité d'éléments électrochimiques de format parallélépipèdique dans un volume de format parallélépipèdique telle que décrite ci-avant. 25 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 est une représentation de trois configurations de modules batterie Conf 1, Conf 2 et Conf 3. La figure 2 représente les dimensions hauteur (h), largeur (W) et épaisseur (e) d'un 30 élément de format parallélépipédique. La figure 3 représente les six orientations possibles A à F d'un élément de format parallélépipédique dans un volume de format parallélépipèdique. 6 La figure 4 représente une vue en perspective d'un module d'éléments que l'on peut subdiviser en trois sous-ensembles, chaque sous-ensemble étant constitué de 22 éléments connectés en parallèle, les trois sous-ensembles étant connectés en série (montage « 22P3S »). 5 EXPOSE DES MODES DE REALISATION La méthode selon l'invention se décompose en deux étapes. Dans une première étape, on recherche le meilleur taux de remplissage du conteneur et dans une deuxième étape, on recherche le meilleur taux de remplissage d'une colonne par les éléments. 10 1) Détermination de la configuration des modules pour obtenir le meilleur taux de remplissage du conteneur : La description de l'étape de la recherche du meilleur taux de remplissage est décrite dans ce qui suit en référence à un conteneur mais elle est généralisable à toute enceinte, à toute pièce d'un bâtiment, à tout coffre destiné au stockage ou au transport de modules 15 batterie, étant entendu que l'enceinte, la pièce d'un bâtiment et le coffre sont de format parallélépipédique. Le volume du conteneur est défini par sa hauteur H, sa profondeur P et sa plus grande dimension horizontale L. Ces dimensions peuvent satisfaire aux exigences de la norme ISO TC-104. La plus grande dimension horizontale peut atteindre environ 5 m. Le volume 20 intérieur du conteneur est destiné à recevoir une pluralité de colonnes comprenant chacune un empilement d'une pluralité de modules batterie, chaque module comprenant lui-même une association d'au moins deux éléments connectés selon une configuration série et/ou parallèle. Les éléments peuvent être de tout type, par exemple nickel-cadmium, nickel-hydrure métallique ou lithium-ion. 25 Les modules batterie sont généralement logés dans une baie qui sert de support à l'empilement des modules au sein d'une même colonne. Une colonne occupe de préférence la quasi-totalité de la hauteur du conteneur. Un espace est généralement aménagé entre deux modules superposés pour permettre le refroidissement de ces modules et le passage de câbles électriques. Un espace est généralement également aménagé au-dessus du module situé au 30 sommet de chaque colonne. Les colonnes sont juxtaposées le long de la plus grande dimension horizontale L du conteneur. Les modules batterie sont connectés entre eux en série au sein d'une même colonne. La somme des tensions des modules batterie empilés au sein d'une même colonne est la tension de base U de la colonne. 7 Des colonnes sont connectées en série par des connexions électriques. Dans un souci de facilité du branchement, une connexion électrique connecte deux colonnes adjacentes. L'addition des tensions de base de plusieurs colonnes résultant de la mise en connexion en série de ces colonnes permet d'obtenir une tension prédéterminée Vi, choisie par un 5 utilisateur. L'ensemble formé par la mise en série de plusieurs colonnes constitue une branche batterie. Plusieurs branches batterie délivrant chacune la tension V; peuvent être connectées en parallèle de manière à augmenter la capacité électrochimique fournie à l'utilisateur. Une première sous-étape de la recherche du meilleur taux de remplissage du conteneur consiste à déterminer la tension de base U d'une colonne. 10 Un conteneur équipé de modules batterie est capable de délivrer une tension Vi choisie par plusieurs tensions Vi, V2, ..., Vo. Ces n tensions Vi, V2, Va sont définies au préalable avant installation des modules batterie dans le conteneur. L'utilisateur choisit la tension Vi que le conteneur doit délivrer, sans toutefois la dépasser. La tension de base U d'une colonne se détermine comme : U = VA; - ; i allant 15 de 1 à n et ki étant un nombre entier, E allant de 0 à &m, E. étant fixé par l'utilisateur, et étant le plus petit possible. Emax peut être fixé à 5%, 2%, 1% ou 0,5%. La tension de base U d'une colonne est la même pour toutes les colonnes. La mise en série de plusieurs colonnes permet d'atteindre les n tensions Vi, V2, ..., Vo recherchées. Supposons que l'utilisateur ait besoin d'un conteneur apte à délivrer une tension 20 choisie parmi les 4 tensions suivantes : Vi = 850 V ; V2 = 1100 V ; V3 = 1300 V et V4 = 1500 V. On détermine qu'une tension de base U de 210 V permet d'approcher les tensions recherchées par la mise en série de plusieurs colonnes. Le tableau 1 explicite le détail des calculs. Tension de base U de la colonne Vi Ici Ei i=1 210 = (850 / 4) - 10/4 - (850 / 4) - 0,29% / 850 850 4 0,29% i=2 210 = 0100 / 5) - 50/5 - (1100 / 5) - 0,9% / 1100 1100 5 0,9% i=3 210 = (1300 / 6) - 40/6 - (1300 / 6) - 0,5% x 1300 1300 6 0,5% i=4 210 = (1500 / 7) - 30/7 - (1500 / 7) - 0,29% x 1500 1500 7 0,29% 25 Tableau 1 Les tensions recherchées de 850, 1100, 1300 et 1500 V peuvent être approchées en connectant en série respectivement 4, 5, 6 et 7 colonnes délivrant chacune une tension de base de 210 V. La connexion des colonnes en série permet la délivrance non simultanée de 30 chacune des tensions choisies parmi 850, 1100, 1300 et 1500 V. 8 Une seconde sous-étape consiste à déterminer le nombre de colonnes à installer dans le conteneur pour obtenir le meilleur taux de remplissage du conteneur, quelles que soient les n valeurs de tensions. Cette seconde sous-étape comprend la détermination des n séries de 5 multiples entiers Mo..) de La valeur de m est limitée en raison de la dimension horizontale limitée du conteneur. Par exemple, m va de 1 à 50, ou va de 1 à 25, ou va de 1 à 15. Le Tableau 2 indique les valeurs des multiples entiers Ml;,,,,) des valeurs de 1c), i allant de 1 à 4 et m allant de 1 à 13. Configuration de tension (4 colonnes à 7 colonnes) ki ki=4 k2=5 k3=6 k4=7 (4 colonnes en (5 colonnes (6 colonnes (7 colonnes série) en série) en série) en série) Vi Vi=850 V V2= 1 100 V V3 = 1300 V V4 = 1500 V 1\10,m) M044= 4 1\4(2.1)- 5 1\4(3,i) - 6 N/1(4,1) = 7 (nombre de branches) M(1,2) - 8 M(22) - 10 M(3.2) =12 M(4,2) = 14 1\403)= 12 1\1(23)= 15 1\ 4(3,3) =18 M(4,3) = 21 M(1,4) = 16 M(2,4) = 20 M(3 4) = 24 M(4,4) = 28 M(1,3) = 20 1\4(2,5) = 25 1\4(3,3) - 30 M14,5) = 35 M06) = 24 M(2,6) = 30 14(3,6) = 36 1\4(4,6)- 42 W10,7) - 28 M(2,7) = 35 M(3,7) = 42 M(4,7) = 49 M(1,8) = 32 M(2,8) - 40 M(3,8) - 48 M(4,8) = 56 M(1,9) - 36 1V1(2,9)= 45 M(3,9) = 54 M(l 9) = 63 M(1,10) = 40 M12, IO) = 50 M43,10) = 60 1\4(4,10)= 70 M(1,11)-44 M(2,11) = 55 M(3,11) = 66 M(4,11) = 77 M(1,12) - 48 M(2,12)=60 M(3,12) - 72 M(4,12) = 84 M(1,13) - 52 M(2,12) = 65 M(3,13) - 78 M(4,13) - 91 Tableau 2 10 On choisit dans les n séries établies de multiples, un groupe de n multiples pris dans des séries différentes, de manière à ce que la différence entre la valeur la plus élevée du groupe et la valeur la plus basse du groupe soit minimale. Plus faible est la différence entre la valeur la plus élevée du groupe et la valeur la plus basse du groupe, meilleur est le taux de 15 remplissage du conteneur. Dans un mode de réalisation préféré, cette différence est nulle, c'est-à-dire que les valeurs des n multiples sont identiques et correspondent au plus petit commun multiple des valeurs de i allant de 1 à n. Le nombre N de colonnes à installer dans le conteneur est choisi dans une plage allant de la valeur la moins élevée du groupe à la valeur la plus élevée du groupe. 9 Dans un mode de réalisation, le nombre N de colonnes est égal à la valeur la plus élevée du groupe. Dans le mode de réalisation préféré, le nombre N de colonnes à installer correspond au plus petit commun multiple des valeurs de Ici, i allant de 1 à n. 5 On connecte ensuite en série les colonnes par groupe de Ici colonnes, i allant de 1 à n, en fonction de la tension Vi souhaitée. Chaque groupe de Ici colonnes constitue une branche batterie. On peut connecter en parallèle plusieurs branches batterie. Si le nombre de colonnes restant disponible est inférieur au nombre Ici de colonnes nécessaires pour obtenir la tension V; souhaitée, alors ces colonnes ne sont pas connectées. La présence de colonnes non connectées 10 réduit le taux d'occupation du conteneur. Dans l'exemple du Tableau 2, le groupe des 4 multiples pris dans des séries différentes est constitué de M(19) = 36 ; M(22) = 35 ; M(3,6) = 36 et M(45) = 35. Le nombre de colonnes N à installer dans le conteneur peut être 35 ou 36. Dans le cas où 35 colonnes sont installées, les quatre configurations suivantes 15 s'excluant mutuellement peuvent être obtenues : - 8 branches constituées chacune de 4 colonnes, chaque branche délivrant 850 V, et 3 colonnes non utilisées, ou - 7 branches constituées chacune de 5 colonnes, chaque branche délivrant 1100 V, ou - 5 branches constituées chacune de 6 colonnes délivrant 1300 V et 5 colonnes non 20 utilisée ou - 5 branches constituées chacune de 7 colonnes délivrant 1500 V. Le taux d'occupation du conteneur est de 100% pour les configurations 1100 et 1500 V. Il est de 32/35x100 soit 91% pour la configuration 850 V et 30/35X100 soit 85% pour la configuration 1300 V. 25 Dans le cas où 36 colonnes sont installées, les quatre configurations suivantes s'excluant mutuellement peuvent être obtenues : - 9 branches constituées chacune de 4 colonnes, chaque branche délivrant 850 V ou - 7 branches constituées chacune de 5 colonnes, chaque branche délivrant 1100 V et une colonne non connectée ou 30 - 6 branches constituées chacune de 6 colonnes délivrant 1300 V ou - 5 branches constituées chacune de 7 colonnes délivrant 1500 V et une colonne non connectée. Le taux d'occupation du conteneur est de 100% pour les configurations 850 et 1300 V. Il est de 35/36x100 soit 97% pour les configurations 1100 et 1500 V. 10 Le taux d'occupation moyen dans la configuration comprenant 36 colonnes est supérieur à celui dans la configuration comprenant 35 colonnes. Il est donc préférable d'installer dans cet exemple 36 colonnes plutôt que 35. L'invention permet une implantation modulaire des modules batterie. La modularité 5 est la possibilité pour l'utilisateur de choisir une tension de fonctionnement V, du conteneur parmi plusieurs tensions VI, V2,...., Vi, que le conteneur est apte à délivrer. L'utilisateur peut par une modification simple du câblage des connexions série entre les colonnes modifier la tension délivrée par le conteneur. La modification du câblage est aisée pour l'utilisateur compte-tenu du fait que toutes les colonnes fournissent la même tension de base U et que 10 chacune des tensions V, que le conteneur est apte à délivrer est un multiple entier de la tension de base U d'une colonne. La configuration 2 de la figure 1, dans laquelle certains modules d'une colonne sont connectés en série entre eux tandis que les autres modules de la colonne ne sont pas connectés en série entre eux est donc évitée. La configuration 3 de la figure 1, dans laquelle certains modules d'une colonne sont connectés entre eux en série pour faire 15 partie d'une branche délivrant une tension V, tandis que les autres modules de la même colonne sont connectés entre eux pour faire partie d'une autre branche délivrant une tension Vr, V, pouvant être égale ou non à Vt, est également évitée. L'invention permet donc de rendre plus sûres les opérations de montage et de maintenance des modules. L'invention permet d'augmenter la compacité des modules batterie car chaque colonne 20 comprend le même nombre de modules batterie. Il n'y a pas de colonne qui soit partiellement remplie de modules batterie, étant donné que chaque colonne délivre la même tension de base U. On évite donc la configuration de la figure 2, dans laquelle une colonne comprend des emplacements vides, ce qui pénalise l'énergie embarquée dans le conteneur. Dans une troisième sous-étape, on détermine les dimensions de la colonne. La largeur 25 1 d'une colonne s'obtient en divisant la longueur L du conteneur par le nombre N de colonnes, obtenu par application de la méthode telle que décrite ci-avant. La hauteur H est imposée par le choix du conteneur. La profondeur de la colonne est fixée par la largeur du conteneur, en réservant de l'espace pour le refroidissement et la structure porteuse des modules. On dispose donc à l'issue de cette première étape des dimensions d'une colonne. La 30 connaissance de ces dimensions est utilisée dans une seconde étape de la méthode pour rechercher la disposition des éléments dans la colonne permettant d'obtenir le meilleur taux de remplissage de la colonne par les éléments. 11 2) Recherche du meilleur taux de remplissage de la colonne par les éléments : Dans une première sous-étape, on détermine quelle est (ou sont) l'orientation (ou les orientations) des éléments qui permet(tent) un taux de remplissage maximal de la colonne. On prend en compte le fait que les éléments sont de format parallélépipédique et que ces éléments 5 remplissent un volume de colonne également de format parallélépipédique. Ces éléments sont regroupés en module. La recherche du meilleur arrangement des différents éléments au sein d'un même module intervient dans une seconde sous-étape. Chaque élément est assimilable à un parallélépipède de hauteur h, de largeur W et d'épaisseur e comme représenté à la figure 2. Il présente six orientations différentes dans le 10 volume de colonne. Ces six orientations sont représentées schématiquement à la figure 3 et sont notées A à F. La recherche du meilleur taux de remplissage comprend le calcul du nombre d'éléments pouvant être logés dans le volume de colonne pour chacune des six orientations possibles. Ce calcul est mené en tenant compte du jeu nécessaire au montage des modules 15 batterie et d'autres contraintes techniques, notamment la possibilité de ménager un espace autour des modules pour assurer leur refroidissement. Ce jeu est inclus dans les dimensions h, W et e de l'élément utilisées dans la suite du calcul. Pour chacune des six orientations A à F, on calcule : - le nombre d'éléments ni pouvant être juxtaposés dans la direction de la largeur Ide la 20 colonne. Cette direction est indiquée par l'axe X de la figure 3. - le nombre d'éléments n2 pouvant être juxtaposés dans la direction de la profondeur P de la colonne. Cette direction est indiquée par l'axe Y de la figure 3. - le nombre d'éléments n3 pouvant être juxtaposés (ou empilés) dans la direction de la hauteur H de la colonne. Cette direction est indiquée par l'axe Z de la figure 3. 25 Par exemple pour l'orientation A, la valeur ni s'obtient en divisant la largeur 1 de la colonne par la hauteur h de l'élément. La valeur n2 s'obtient en divisant la profondeur P de la colonne par la largeur W de l'élément. La valeur n3 s'obtient en divisant la hauteur H de la colonne par l'épaisseur e de l'élément. Les valeurs ni, n2 et n3 obtenues sont arrondies à l'entier inférieur. Le nombre maximal d'éléments pouvant être logés dans le volume d'une 30 colonne correspond au produit des valeurs ni, n2 et n3. A ce nombre maximal d'éléments pouvant être juxtaposés dans les trois directions de l'espace correspond un volume. Ce volume est calculé et divisé par le volume d'une colonne pour obtenir un taux de remplissage. A chacune des six orientations A à F correspond un taux de remplissage. Chaque taux de remplissage est comparé à une valeur seuil prédéterminée par un utilisateur. Seules sont 12 retenues les orientations dont le taux de remplissage est supérieur à la valeur seuil prédéterminée. Le taux de remplissage choisi par l'utilisateur est de préférence supérieur à 75%, de préférence supérieur à 90%, de préférence encore supérieur à 95%. Le principe du calcul du taux de remplissage est illustré sur un exemple dans lequel 5 l'élément présente une largeur W de 148 mm, une épaisseur de 26,5 mm et une hauteur h de 91 mm. La colonne présente une profondeur P de 260 mm, une hauteur de 2300 mm et une largeur 1 de 945 mm. La largeur, la profondeur et la hauteur de la colonne s'étendent respectivement selon les axes X, Y et Z de la figure 3. Orientation Nombre n1 Nombre n, Nombre n3 Taux de de d'éléments d'éléments d'éléments remplissage de l'élément pouvant être pouvant être pouvant être la colonne par juxtaposés dans juxtaposés dans juxtaposés dans les éléments la direction X la direction Y la direction Z A 9,09 , 1,72 80,70 B 1,72 33,16 22,12 C 9,09 9,12 15,23 96% D 33,16 2,50 15,23 78% E 6,26 9,12 22,12 94% F 6,26 , 2,50 80,70 76% 10 Tableau 3 Le tableau 3 indique le taux de remplissage pour chacune des orientations A à F des éléments dans la colonne. Ce calcul est mené en tenant compte du jeu nécessaire au montage des modules batterie. Avec un seuil de 75% du taux de remplissage, les orientations 15 permettant d'obtenir un taux de remplissage élevé sont les orientations C, D, E et F. La méthode a été décrite dans le cas de la recherche de la meilleure orientation d'éléments dans une colonne de conteneur mais peut s'appliquer à la détermination de l'orientation d'éléments dans le boitier d'un module, comme dans tout autre volume de format parai I él épi pèdi que. 20 Dans une seconde sous-étape, on détermine le mode de connexion série / parallèle des éléments qui est compatible d'une part avec la tension de colonne U déterminée dans la première étape de la méthode et d'autre part avec la capacité électrochimique souhaitée par l'utilisateur du conteneur. La tension de base U d'une colonne est atteinte par addition des tensions délivrés par 25 chacun des modules connectés en série. Le nombre de modules empilés dans la direction de la hauteur du conteneur est le nombre n3 de modules. Chaque module constitue une couche de 13 l'empilement vertical de modules. En divisant la tension de base U de la colonne par le nombre ni arrondi à l'entier inférieur, on détermine la tension T que doit délivrer un module. Connaissant le nombre d'éléments dans un module qui est le produit de ni arrondi à l'entier inférieur par ni arrondi à l'entier inférieur, on en déduit le mode de connexion des éléments au 5 sein du module. Le principe de la détermination du mode de connexion série / parallèle est illustré ci-dessous en reprenant les valeurs numériques issues du Tableau 3 Pour les orientations C, D, E et F retenues, le nombre maximal m de modules empilés arrondi à l'entier inférieur est respectivement 15, 15, 22 et 80. La tension T que doit délivrer un module est donc U/(n3 10 arrondi à l'entier inférieur), soit 14 V, 14 V, 9,54 V et 2,63 V pour les orientations C, D, E et F respectivement. Chaque module comprend un nombre d'éléments égal à (ni arrondi à l'entier inférieur) x (ni arrondi à l'entier inférieur), soit 81, 66, 54 et 12 éléments pour les orientations C, D, E et F respectivement. Dans le cas d'éléments de type lithium-ion présentant une tension nominale de 4 V, on détermine que : 15 - pour l'orientation C, les 81 éléments du module peuvent être connectés selon un arrangement 27P3S, c'est-à-dire constitué de 3 sous-groupes d'éléments connectés en série, chaque sous-groupe étant constitué de 27 éléments connectés en parallèle. - pour l'orientation D, les 66 éléments du module peuvent être connectés selon un arrangement 22P3S, c'est-à-dire constitué de 3 sous-groupes d'éléments connectés en série, 20 chaque sous-groupe étant constitué de 22 éléments connectés en parallèle. Cet arrangement est illustré à la figure 4. - pour l'orientation E, les 54 éléments du module peuvent être connectés selon un arrangement 18P3S, c'est-à-dire constitué de 3 sous-groupes d'éléments connectés en série, chaque sous-groupe étant constitué de 18 éléments connectés en parallèle. 25 - pour l'orientation F, les 12 éléments du module peuvent être connectés en parallèle. Parmi les quatre orientations C, D, E et F, on retient celle(s) qui permet(tent) de s'approcher de la tension T que doit délivrer un module, sans toutefois la dépasser. Dans l'exemple : - l'arrangement 27P3S de l'orientation C correspond à une tension de module de 12 V, 30 qui est inférieure à la tension T de 14 V recherchée. L'arrangement de l'orientation C est donc retenu. - l'arrangement 22P3S de l'orientation D correspond à une tension de module de 12 V, qui est inférieure à la tension T de 14 V recherchée. L'arrangement de l'orientation D est donc retenu. 14 - l'arrangement 18P3S de l'orientation E correspond à une tension de module de 12 V, qui est supérieure à la tension T de 9,54 V recherchée. L'arrangement de l'orientation E est donc éliminé. - l'arrangement de l'orientation F correspond à une tension de module de 4 V, qui est 5 supérieure à la tension T de 2,63 V recherchée. L'arrangement de l'orientation F est donc éliminé. Enfin, dans une troisième sous-étape, les orientations retenues sont de préférence triées selon le critère de la facilité de production. On prend principalement en considération la facilité d'accès aux bornes des éléments par un opérateur. A cet égard, l'orientation D permet 10 un accès aisé aux bornes des éléments, contrairement à l'orientation C. L'orientation des éléments selon D pourrait être retenue au lieu de l'orientation C, bien que présentant un taux de remplissage moindre (78 au lieu de 96%). En conclusion, la méthode selon l'invention permet d'augmenter la densité énergétique de conteneurs dans lesquels des modules batterie sont installés. Le fait de pouvoir 15 embarquer un maximum d'énergie REVENDICATIONS1. Méthode d'installation d'une pluralité de modules batterie dans une enceinte, les modules batterie étant aptes à être empilés pour former une ou plusieurs colonnes et étant aptes à être connectés en série au sein d'une même colonne, au moins deux colonnes adjacentes pouvant être connectées en série, l'ensemble des modules batterie étant apte à délivrer une tension V, choisie dans un groupe de n valeurs de tensions VI, V2, Vn, prédéterminées par un utilisateur, ladite méthode comprenant les étapes de : a) détermination de la tension de base U d'une colonne de modules batterie, ladite tension de base U étant telle que U = V,/k, - Ei x V; ; i allant de 1 à n et k, étant un nombre entier, Et allant de 0 à Emax, Etna., étant fixé par l'utilisateur ; b) détermination des n séries de multiples entiers m de kt, m étant un entier pouvant aller jusqu'à 50 ; c) choix d'un groupe de n valeurs prises dans des séries différentes des multiples entiers 1Mt,,,n) de ki, de manière à ce que la différence entre la valeur la plus élevée du groupe et la valeur la plus basse du groupe soit minimale ; d) choix d'un nombre N de colonnes compris dans une plage allant de la valeur la moins élevée du groupe à la valeur la plus élevée du groupe ; e) installation dans l'enceinte de N colonnes constituées chacune d'un empilement de modules batterie connectés en série et délivrant une tension au moins égale à la tension de base U de la colonne ; t) connexion en série des colonnes pour permettre la délivrance non simultanée de chacune des tensions choisies parmi VI,. 2. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle l'enceinte est de longueur L et la méthode comprend la détermination de la largeur] d'une colonne en divisant la longueur L de l'enceinte par le nombre N de colonnes. 3. Méthode selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle, à l'étape t), la connexion en série des k, colonnes constitue une branche batterie délivrant une tension V, égale à lc,> 4. Méthode selon la revendication 3, comprenant en outre une étape g) de connexion en parallèle d'au moins deux branches batterie. 16 5. Méthode selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle le nombre N de colonnes est égal au plus petit commun multiple des n valeurs 5 6. Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'enceinte est un abri préfabriqué ou un conteneur de transport dont les dimensions sont normalisées. 7. Enceinte comprenant une pluralité de modules batterie, dans laquelle les modules batterie sont empilés, forment N colonnes, et sont connectés en série au sein d'une même 10 colonne, deux colonnes adjacentes pouvant être connectées en série, l'ensemble des modules batterie étant apte à délivrer une tension Vi choisie dans un groupe de n valeurs de tensions VI, V2, ..., Vn, prédéterminées par un utilisateur, chaque colonne de modules batterie délivrant une tension de base U, U étant telle que U - Ei x Vi ; i allant de 1 à n et ki étant un nombre entier, E, allant de 0 à En,,,, Emax étant fixé par l'utilisateur. 15 8. Enceinte selon la revendication 7, dans laquelle les N colonnes comportent le même nombre de modules batterie. 9. Enceinte selon l'une des revendications 7 et 8, dans laquelle, il n'existe aucune 20 interruption de la connexion en série entre deux modules batterie au sein d'une même colonne. 10 Méthode d'installation d'une pluralité d'éléments électrochimiques de format parallélépipédique dans un volume de format paral I él épi pèdi que, chaque élément 25 électrochimique présentant six orientations différentes dans le volume, la méthode comprenant les étapes de : a) détermination du nombre maximal d'éléments électrochimiques pouvant être logés dans le volume de format parallélépipédique selon chacune des trois directions de l'espace, pour chacune des six orientations ; 30 b) calcul du taux de remplissage du volume pour chacune des six orientations à partir du nombre maximal d'éléments électrochimiques déterminé à l'étape a) ; c) choix par un utilisateur d'un taux de remplissage minimum du volume de format parallélépipédique ; 17 d) sélection d'une ou de plusieurs orientations parmi les six orientations possibles, pour lesquelles le taux de remplissage du volume est au moins égal au taux de remplissage minimum choisi à l'étape c). 5 11. Méthode selon la revendication 10, dans laquelle le volume de format parallélépipédique est le volume intérieur d'un boitier de module batterie ou un volume vertical d'une pièce ou d'un conteneur. 12. Méthode selon la revendication 10 ou 11, dans laquelle le volume de format 10 parallélépipédique est un volume vertical d'une pièce ou d'un conteneur, et à chaque orientation retenue à l'étape d), correspond un empilement d'un nombre maximal n3 de couches comprenant chacune un ou plusieurs éléments électrochimiques. 13. Méthode selon la revendication 12, dans laquelle plusieurs couches comprenant 15 chacune un ou plusieurs éléments électrochimiques sont connectées en série, et sont aptes à délivrer une tension de base de colonne U. 14. Méthode selon la revendication 13, comprenant en outre une étape e) de recherche parmi les orientations sélectionnées à l'étape d) d'un arrangement des éléments 20 électrochimiques compatible avec la tension U, au cours de laquelle étape e), on détermine la tension T délivrée par une couche comprenant un ou plusieurs éléments électrochimiques, en divisant la tension de colonne U par le nombre maximal n3 de couches. 15 Méthode selon la revendication 14, dans laquelle, on détermine le mode de connexion 25 en série et/ou en parallèle des éléments électrochimiques situés sur une même couche de manière à ce que ces éléments délivrent une tension inférieure ou égale à la tension T. 16. Méthode selon l'une des revendications 12 à 15, dans laquelle le ou les éléments électrochimiques d'une même couche sont regroupés pour former un module batterie. 30 17. Méthode comprenant : - la mise en oeuvre des étapes de la méthode d'installation d'une pluralité de modules batterie selon l'une des revendications 1 à 6, suivie de 18 - la mise en oeuvre des étapes de la méthode d'installation d'une pluralité d'éléments électrochimiques de format parallélépipèdique dans un volume de format parallélépipèdique selon l'une des revendications 10 à 16. 5