Brevet FR3089354A1 — publié le 20200605

Description Titre de l'invention : Dispositif de fixation d'un module de stockage d'énergie électrique [0001] La présente invention concerne un dispositif de fixation d'un module de stockage d'énergie électrique à un support, et en en particulier à un bac prévu pour accueillir ledit module de stockage d'énergie électrique. Elle concerne également un module de stockage d'énergie électrique équipé d'un tel dispositif de fixation, et un ensemble de stockage d'énergie électrique comprenant de tel(s) module(s). [0002] Le domaine de l'invention est le domaine des dispositifs de fixation de modules de stockage d'énergie électrique. Technique antérieure [0003] L'énergie électrique nécessaire au fonctionnement d'un véhicule électrique est em- magasinée dans des batteries rechargeables embarquées dans le véhicule. Ainsi, un véhicule électrique, en particulier un véhicule électrique de transport en commun, comprend plusieurs batteries rechargeables pour atteindre la puissance et l'autonomie souhaitées pour le véhicule. Chaque batterie comporte au moins un, préférentiellement plusieurs modules de stockages d'énergies électriques reliés en série entre eux. [0004] Généralement, les modules d'une batterie sont disposés dans un bac permettant à de protéger ces modules contre les dégradations externes, mais également le véhicule et ses passagers en cas d'incendie des modules. 100051 A l'heure actuelle, chaque module est posé sur des tampons en élastomère prévus dans le bac, et assurant une fonction de support selon l'axe verticale uniquement, une fonction de protection contre les vibrations et une fonction d'isolation thermique du module par rapport au bac. De plus, préalablement à leur installation dans le bac, les modules sont fixés à une poutre, ou un rail métallique, puis déposés dans le bac. Cette poutre a pour fonction de solidariser l'ensemble des modules entre eux et dans le plan horizontal. 100061 Ce système de fixation nécessite donc de solidariser les modules entre eux avant de les déposer dans le bac, ce qui constitue une manoeuvre lourde et délicate. De plus, il ne permet pas de réaliser une isolation thermique des modules entre eux du fait de l'utilisation de la poutre métallique. 100071 Un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients. 100081 Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de fixation permettant de réaliser une meilleure isolation thermique des modules de stockage d'énergie électrique d'une batterie. 100091 Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de fixation permettant de 2 faciliter la manipulation des modules de stockage d'énergie électrique d'une batterie en vue de leur installation ou enlèvement. Exposé de l'invention [0010] L'invention permet d'atteindre au moins l'un de ces buts par un dispositif de fixation d'un module de stockage d'énergie électrique à un support externe, comprenant au moins deux pattes de fixation comprenant chacune : [0011] - une pièce de liaison, comportant une interface de fixation, dite de module, pour fixer la patte de fixation audit module de stockage d'énergie électrique suivant une première direction, et une interface de fixation, dite de support, pour fixer ladite patte de fixation audit support externe suivant une deuxième direction, perpendiculaire à la première direction ; et une pièce thermiquement isolante, fixée à ladite pièce de liaison, et se trouvant, en configuration fixée, entre ladite interface de support et ledit support externe. [0012] Lc dispositif de fixation selon l'invention permet de fixer chaque module de stockage d'énergie électrique de manière individuelle à un support externe sans utilisation d'une poutre métallique commune à plusieurs modules. La manipulation des modules de stockage d'énergie électrique d'une batterie, en vue de leur installation et de leur enlèvement, est donc simplifiée par rapport au système de fixation actuellement utilisé. [0013] De plus, le dispositif de fixation selon l'invention permet d'isoler thermiquement chaque module de stockage d'énergie électrique au niveau de chaque patte de fixation de audit modifie, par l'utilisation d'une pièce thermiquement isolante. Chaque module de stockage d'énergie électrique est donc thermiquement isolé de manière individuelle, d'une part par rapport au support externe et d'autre part par rapport à des modules de stockage d'énergie électrique adjacents. [0014] Dans la présente demande on entend par « module de stockage d'énergie électrique », tout ensemble monobloc comprenant un ou plusieurs éléments et/ou céllule(s) de stockage d'énergie électrique, rechargeable ou non, disposé dans une enveloppe commune. Les éléments/cellules de stockage peuvent être de tout type, par exemple de type LMP®, ou supercapacité. [0015] Dans la suite de la description, « module de stockage d'énergie électrique » peut être désigné par le terme « module » pour éviter des lourdeurs. [0016] En particulier, suivant une architecture particulière et nullement limitative, la pièce de liaison peut comprendre : [0017] une première paroi formant l'interface de module, et une deuxième paroi formant l'interface de support. [0018] L'une, ou chacune, desdites parois peut être sensiblement plane. 3 [0019] Les parois peuvent perpendiculaires entre elles. [0020] Suivant un exemple de réalisation, la pièce de liaison peut se présenter sous la forme d'une cornière, à angle droit, formée par lesdites première et deuxième parois. [0021] Pour au moins une patte de fixation, l'interface de module peut être identique à l'interface de support. [0022] Dans ce cas, la patte de fixation peut être utilisée dans les deux sens sans diffé- renciation. [0023] Avantageusement, pour au moins une patte de fixation, l'interface de module peut être différente de l'interface de support. [0024] Ainsi, l'orientation de chaque patte de fixation peut être facilement identifiée, ce qui facilite l'installation de chaque patte de fixation. [0025] Avantageusement, deux pattes de fixation peuvent comporter une pièce de liaison identique. [0026] Ainsi, les pièces de liaison pour lesdites deux pattes de fixation peuvent être fa- briquées de manière plus simple et à un coût diminué, car il est possible d'utiliser un moule, ou une matrice, identique pour lesdites pièces de liaison. [0027] Deux pattes de fixation peuvent donc comprendre une pièce de liaison identique comportant des interfaces de module et de support différentes. [0028] Dans ce cas, suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, dans lesdites deux pattes de fixation, la pièce de liaison identique peut être orientée selon deux orientations différentes, permutant les interfaces de module et de support. [0029] Ainsi, l'interface de module dans une patte de fixation correspond à l'interface de support dans l'autre patte de fixation, vice versa. [0030] Suivant un exemple de réalisation, la pièce de liaison peut comporter un axe principal, en particulier longitudinal, perpendiculaire aux première et deuxième directions. [0031] Les deux orientations permutant les interfaces de module et de support, peuvent être obtenues par une rotation, en particulier de +1-90°, appliquée à la pièce de liaison autour dudit axe principal. [0032] Pour au moins une patte de fixation, l'interface de support peut comporter un dé- trompeur, autorisant l'assemblage de la pièce de liaison de ladite patte de fixation uniquement avec la pièce isolante de ladite patte de fixation. [0033] Un tel détrompeur peut coopérer avec un détrompeur prévu sur la pièce isolante de la patte de fixation. [0034] Pour au moins une patte de fixation, la pièce de liaison peut comprendre au moins un moyen de fixation mécanique de ladite pièce de liaison : [0035] au module de stockage d'énergie électrique (au niveau de l'interface de module, et au support externe au niveau de l'interface de support. [0036] Au moins un moyen de fixation peut être un trou prévu pour être traverser par une vis ou encore un rivet. [0037] De plus, pour au moins une patte de fixation, la pièce de liaison peut comprendre au moins un moyen d'assemblage de la pièce isolante avec ladite pièce de liaison. [0038] Un tel moyen d'assemblage peut être prévu sur l'interface de support. [0039] Un tel moyen d'assemblage peut être un moyen d'assemblage par cliquetage. [0040] Les pièces isolantes de deux pattes de fixation peuvent être identiques. [0041] Alternativement, pour au moins une patte de fixation, la pièce isolante peut être spécifique et différente de la pièce isolante d'une autre, ou de l'autre, patte de fixation. [0042] Ainsi, pour chaque patte de fixation, il est possible de prévoir une pièce isolante spécifique pour s'adapter à l'architecture de la pièce de liaison de ladite patte de fixation. De plus, il est possible de prévoir des fonction(s)/connecteur(s) spécifique à chaque pièce isolante. [0043] Avantageusement, pour au moins une patte de fixation, la pièce isolante peut comporter un détrompeur autorisant l'assemblage de ladite pièce isolante uniquement avec l'interface de support de la pièce de liaison de ladite patte de fixation. [0044] Un tel détrompeur permet de positionner correctement les pattes de fixation et permet d'éviter une confusion lors de leur installation. [0045] Avantageusement, pour au moins une patte de fixation, la pièce isolante peut être souple, et/ou compressible. [0046] Une telle pièce isolante permet d'absorber les vibrations mécaniques, mais aussi des imperfections de fabrication du module ou du support externe. [0047] Pour au moins une patte de fixation, la pièce isolante peut être réalisée en un matériau thermiquement isolant, par exemple en plastique, en caoutchouc, en élastomère, en mousse, etc. [0048] Avantageusement, pour au moins une patte de fixation, la pièce isolante peut comporter un moyen d'accueil et/ou de maintien d'un passe câble, ou d'un connecteur électrique, etc. [0049] Un tel moyen peut être un logement, ou une ouverture, prévu(e) pour y disposer le passe câble ou le connecteur. [0050] Un tel moyen peut être une pince élastiquement déformable pour retenir le passe câble ou le connecteur électrique. [0051] Suivant un autre aspect de la même invention, il est proposé un module de stockage d'énergie électrique, en particulier rechargeable, munie d'un dispositif de fixation selon l'invention. [0052] Le dispositif de fixation peut comporter deux pattes de fixation disposées sur deux faces opposées du module. 100531 Suivant encore un autre aspect de la même invention, il est proposé un ensemble de stockage d'énergie électrique, en particulier rechargeable, comprenant : [0054] un support, se présentant par exemple sous la forme d'un bac ; au moins un module de stockage d'énergie électrique selon l'invention, fixée audit support par son dispositif de fixation. [0055] L'ensemble comporte en particulier plusieurs modules, chacun fixé au support de manière individuelle par son dispositif de fixation. [0056] L'ensemble de stockage d'énergie électrique selon l'invention peut être mis en oeuvre dans un véhicule électrique, en particulier un véhicule électrique de transport en commun. [0057] L'ensemble de stockage d'énergie électrique selon l'invention peut également être mis en oeuvre dans une station électrique. Description des figures et modes de réalisation [0058] D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de réalisation nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels [0059] les FIGURES la-lc sont des représentations schématiques d'un exemple de réalisation non limitatif d'un module de stockage d'énergie électrique équipé d'un dispositif de fixation selon l'invention ; les FIGURES 2a-2h sont des représentations schématiques d'un exemple de réalisation non limitatif d'une première patte de fixation faisant partie d'un dispositif de fixation selon l'invention ; les FIGURES 3a-3h sont des représentations schématiques d'un exemple de réalisation non limitatif d'une deuxième patte de fixation faisant partie d'un dispositif de fixation selon l'invention ; et la FIGURE 4 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un ensemble de stockage d'énergie électrique selon l'invention. [0060] 11 est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à de l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie est uniquement suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. [0061] Sur les figures les éléments communs à plusieurs figures conservent la même 6 référence. [0062] La FIGURE 1 a est une représentation schématique, selon une vue de profil, d'un exemple de réalisation non limitatif d'un module de stockage d'énergie électrique équipé d'un dispositif de fixation selon l'invention. [0063] Le module 100, représenté sur la FIGURE 1, se présente sous la forme d'un ensemble monobloc comprenant une enveloppe externe 102 dans lequel sont disposés un ou plusieurs éléments de stockage d'énergie électrique. [0064] Le module 100 comprend un dispositif de fixation formé par deux pattes de fixation : une patte de fixation 104 disposée sur une face 106 du module 100, et une patte de fixation 108 fixée sur une face 110 du module 100, opposée à la face 106. La FIGURE 1 b est une représentation schématique partielle du module 100 du côté de la face 106 comportant la patte de fixation 104, et la FIGURE lc est une représentation schématique partielle du module 100 du côté de la face 110 comportant la patte de fixation 108. [0065] Le module 100 peut comporter d'autres éléments (non représentés) fixés sur une de ses faces externes, tel que par exemple une carte électronique, etc. [0066] Les pattes de fixation 104 et 108 permettent de fixer le module 100, de manière indi- viduelle, sur un support externe tel qu'un bac, et isoler thermiquement ledit module 100 dudit support externe et d'autres modules adjacents. [0067] Les pattes de fixation 104 et 108 forment un exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif de fixation selon l'invention. Nous allons maintenant décrire un exemple de réalisation pour chacune des pattes de fixation 104 et 108 en référence aux FIGURES 2a-2b et 3a-3b. [0068] Les FIGURES 2a-2b représentent schématiquement un exemple de réalisation non limitatif d'une patte de fixation pouvant être mise en oeuvre dans un dispositif selon l'invention. [0069] La patte de fixation, représentée sur les FIGURES 2a et 2b, peut-être la patte de fixation 104 de la FIGURE 1. [0070] La patte de fixation 104 est représentée sur la FIGURE 2a dans une configuration assemblée, et sur la FIGURE 2b dans une configuration éclatée. [0071] La patte de fixation 104 comprend une première pièce 200, dite pièce de liaison, utilisée pour réaliser une fixation mécanique entre le module et le support externe. [0072] Pour ce faire, la pièce de liaison 200 comprend une interface de fixation 202, dite interface de module, utilisée pour fixer la pièce de liaison sur le module de stockage d'énergie électrique. L'interface de module 202 comporte des trous 204-206 pour accueillir des vis de fixation. L'interface de module 202 se présente sous la forme d'une paroi, en particulier plane, comportant une partie centrale ajourée 208. L'interface de module permet de réaliser une fixation suivant une direction 210 perpendiculaire au 7 plan formé par ladite interface 202. [0073] La pièce de liaison 200 comprend aussi une interface de fixation 212, dite interface de support, utilisée pour fixer la pièce de liaison 200 sur le support externe. L'interface de support 212 comporte des trous 214-216 pour accueillir des vis de fixation. L'interface de support 212 se présente sous la forme d'une paroi, en particulier plane. L'interface de support 212 permet de réaliser une fixation suivant une direction 218 perpendiculaire au plan formé par ladite interface de support 212 et à la direction 210. [0074] La patte de fixation 104 comprend une deuxième pièce 220, dite pièce isolante, pour isoler thermique la pièce de liaison 200, et donc le module 100, du support externe auquel elle est fixée. [0075] La pièce isolante 220 est réalisée en élastomère souple, compressible et ther- miquement isolante. Elle vient se positionner sous l'interface de support 212, entre ladite interface de support 212 et le support externe. [0076] Dans l'exemple représenté, la pièce isolante 220 vient se fixer sur la pièce de liaison 200, grâce à deux languettes 222 et 224, élastiquement déformables, et comportant des picots de retenu venant s'insérer dans des ouvertures 226-228 prévues à cet effet sur l'interface de support 212. [0077] Les FIGURES 3a-3h représentent schématiquement un exemple de réalisation non limitatif d'une autre patte de fixation pouvant être utilisée dans un dispositif selon l' invention. [0078] La patte de fixation représentée sur les FIGURES 3a et 3b peut-être la patte de fixation 108 de la FIGURE 1. [0079] La patte de fixation 108 est représentée sur la FIGURE 3a dans une configuration assemblée, et sur la FIGURE 3b dans une configuration éclatée. [0080] La patte de fixation 108 comprend une première pièce 300, dite pièce de liaison, utilisée pour réaliser une fixation mécanique entre le module 100 et le support externe. [0081] Pour ce faire, la pièce de liaison 300 comprend une première interface de fixation 302, dite interface de support, utilisée pour fixer la pièce de liaison sur le support externe. L'interface de support 302 comporte des trous 304-306 pour accueillir des vis de fixation sur le support externe. L'interface de support 302 se présente sous la forme d'une paroi, en particulier plane, comportant une partie centrale ajourée 308. L'interface de support 302 permet de réaliser une fixation suivant une direction 310 perpendiculaire au plan formé par ladite interface de support 302. [0082] La pièce de liaison 300 comprend aussi une deuxième interface de fixation 312, dite interface de module, utilisée pour fixer la pièce de liaison 300 sur le module de stockage d'énergie électrique. L'interface de module 312 comporte des trous 314-316 pour accueillir des vis de fixation de la pièce de liaison 300 sur le module 100. L'interface de module 312 se présente sous la forme d'une paroi, en particulier plane. 8 L'interface de module 312 permet de réaliser une fixation suivant une direction 318 perpendiculaire au plan formé par ladite interface de module 312 et à la direction 310. [0083] La patte de fixation 108 comprend une deuxième pièce 320, dite pièce isolante, pour isoler thermique la pièce de liaison 300, et donc le module de stockage d'énergie électrique 100, du support externe auquel elle est fixée. [0084] La pièce isolante 320 est réalisée en élastomère souple, compressible et ther- miquement isolante. Elle vient se positionner sous l'interface de support 302, entre ladite interface de support 302 et le support externe. [0085] Dans l'exemple représenté, la pièce isolante 320 vient se fixer sur la pièce de liaison 300, grâce à deux languettes 322 et 324, élastiquement déformables, et comportant des picots de retenu venant s'insérer dans des ouvertures 326-328 prévues à cet effet sur l'interface de support 302. [0086] De plus, la pièce isolante 320 comporte une partie 330, formant un détrompeur,et permettant d'assembler ladite pièce isolante 320 uniquement avec l'interface de support 302 de la pièce de liaison 300. Le détrompeur 330 vient s'insérer dans la partie centrale ajourée 308 de l'interface de support 302 de la pièce de liaison 300. Par exemple, la pièce isolante 320 ne pourrait pas être assemblée avec l'interface de support 212 de la pièce de liaison 200 de la patte de fixation 200. [0087] La pièce isolante 320 comporte également une ouverture 322, prévue dans la partie 330 formant détrompcur, et prévue pour y disposer une composant électrique/électronique, tel qu'un connecteur électrique. [0088] La pièce isolante 320 comporte en outre deux pinces de retenue 334 et 336, prévues pour recevoir et maintenir un passe-câble, ou un câble, ou encore des fils électriques. [0089] Avantageusement, on remarque que les pièces de liaison 200 et 300 sont identiques, mais utilisées dans deux configurations permutant les interfaces de support et de module. Ainsi, l'interface de module 202 de la pièce de liaison 200 est identique à l'interface de support 302 de la pièce de liaison 300, et l'interface de support 212 de la pièce de liaison 200 est identique à l'interface de module 312 de la pièce de liaison 300. [0090] Chacune des pièces de liaison identiques 200 et 300 comportent un axe principal lon- gitudinal, notée A. En configuration d'utilisation montrée sur la FIGURE la, une rotation de +/- 90° autour de l'axe A est appliquée pour passer de la configuration de la pièce de liaison 200 à la configuration de la pièce de liaison 300. Autrement dit, en configuration d'utilisation : [0091] une rotation de +90° appliquée à la pièce de liaison 200 de la patte de fixation 104 telle que fixée à la face 106, permet d'obtenir la configuration de la pièce de liaison 300 de la patte de fixation 108 telle que fixée à la face 110 ; et une rotation de -90° appliquée à la pièce de liaison 300 de la patte de fixation 9 108 telle que fixée à la face 110, permet d'obtenir la configuration de la pièce de liaison 200 de la patte de fixation 106 telle que fixée à la face 106. [0092] Ainsi, pour les pattes de fixation 104 et 108, les pièces de liaison peuvent être produites avec un même moule ou une même matrice. [0093] La FIGURE 4 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un ensemble de stockage d'énergie électrique selon l'invention. [0094] L'ensemble 400, représenté sur la FIGURE 4, comprend neuf modules de stockage d'énergie électrique 1001-1009. Chaque module 1001-1009 peut être identique au module 100 de la FIGURE 1 équipé des pattes de fixation 104 et 108. Ainsi, par exemple, le module 1001 est équipé d'une patte de fixation 1041, identique à la patte de fixation 104, et d'une patte de fixation 1081 identique à la patte de fixation 108. [0095] L'ensemble 400 comprend un bac 402 dans lequel les modules 1001-1099 sont disposés. En particulier, le bac 402 comprend sur chacun de ses côtés longitudinaux un mil 404, disposé à l'intérieur dudit bac 402, et auquel chacun des modules 1001-1099 est fixé individuellement grâce aux pattes de fixation dudit module. [0096] Le bac 402 comporte également, sur la face externe de chacun de ses côtés longi- tudinaux, des cornières 406 pour fixer ledit bac 402 sur une ossature. Ainsi, l'ensemble 400 peut être fixé sur une ossature prévue à cet effet dans un véhicule électrique ou dans une station électrique. [0097] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples détaillés ci-dessus. Par exemple, le nombre de modules de stockage d'énergie électrique dans l'ensemble 400 n'est pas limité à neuf. [Revendication 1]