Brevet FR3097079A1 — publié le 20201211

Description Titre de l'invention : Enveloppe pour un module de stockage d'énergie électrique [0001] La présente invention concerne une enveloppe pour un module de stockage d'énergie électrique et un module comprenant une pluralité de cellules de batterie maintenue par une telle enveloppe. [0002] Les demandes de brevet US2017176108 et WO 2013056938 décrivent des échangeurs de chaleur pour refroidir des cellules de batterie. Par ailleurs la demande de brevet US 2011/0206967 A décrit un exemple de telle batterie. Dans cette demande, les cellules sont stockées dans des containers ayant des logements de réception des cellules. Une paroi des containers, destinées à être en contact avec une paroi d'un container voisin présente des renfoncements formant une partie de conduit de circulation d'un fluide caloporteur. [0003] La présente invention vise à améliorer les boitiers pour recevoir des cellules de batterie rangées ou empilées. [0004] La présente invention a ainsi pour objet une enveloppe notamment pour un module de stockage d'énergie électrique, notamment un module comprenant une pluralité de cellules de batterie, cette enveloppe comportant au moins deux parties distinctes et jointes le long d'une ligne de jonction et une bande d'assemblage disposée au moins partiellement le long de cette ligne de jonction, cette bande d'assemblage étant liée de matière avec les deux parties d'enveloppe de part et d'autre de la ligne de jonction. Selon l'invention, l'enveloppe peut un être un couvercle ou un réceptacle pour cellules de batterie. [0005] L'invention permet ainsi d'avoir une enveloppe, par exemple un couvercle, de grandes dimensions, formée de deux ou plus de parties assemblées entre elles par une ou plusieurs bandes d'assemblage. Cette ou ces bandes d'assemblage permettent d'assurer une bonne tenue mécanique et une bonne étanchéité le long de la ligne de jonction, notamment par rapport à un assemblage par rivets ou vis qui pourrait laisser apparaitre des zones non-étanches. Un exemple de couvercle selon l'invention peut avoir une longueur d'au moins deux mètres, voire étant voisin de 3 mètres de long. [0006] Selon l'un des aspects de l'invention, la bande d'assemblage est soudée aux deux parties de l'enveloppe. [0007] Selon l'un des aspects de l'invention, les deux parties de l'enveloppe et la bande d'assemblage comportent une matière plastique, notamment une matière thermoplastique, notamment étant totalement en matériau plastique ou en matériaux composites avec une base thermoplastique, ce matériau composite comportant en outre 2 par exemple des fibres de carbone et/ou de verre. Par exemple la soudure est réalisée par de la matière thermoplastique ayant flué entre les deux parties d'enveloppe dans la ligne de jonction et aussi entre ces parties et la bande d'assemblage. [0008] Selon l'un des aspects de l'invention, la bande d'assemblage forme une surépaisscur sur une face des parties d'enveloppe. [0009] Selon l'un des aspects de l'invention, les deux parties d'enveloppe comportent chacune une face plane et ces faces, faces notamment planes, sont dans le prolongement l'une de l'autre de part et d'autre de la ligne de jonction, et la bande d'assemblage est posée sur ces faces. [0010] Selon l'un des aspects de l'invention, l'une au moins des deux parties d'enveloppe, notamment les deux, présente une dimension mesurée entre deux bords opposés qui est supérieure à 50 cm, notamment supérieur à 1 in, cette dimension étant par exemple la longueur de cette partie d'enveloppe. [0011] Selon l'un des aspects de l'invention, la bande d'assemblage est de forme sen- siblement rectangulaire, notamment de superficie au moins 5 fois, ou au moins 10 fois, ou encore au moins 20 fois, plus faible que la superficie de l'une des parties d'enveloppe. Les bords longitudinaux de la bande d'assemblage sont par exemple parallèles à ligne de jonction. [0012] Selon l'un des aspects de l'invention, la bande d'assemblage est réalisée dans un matériau identique à celui des partie d'enveloppe. En variante, la bande d'assemblage est réalisée dans un matériau différent de celui des parties enveloppe. [0013] L'invention a encore pour objet un couvercle d'un compartiment de réception de cellules de batterie électrique, ce couvercle étant formé par une enveloppe telle que décrite ci-dessus, ce couvercle comportant notamment des bossages et éventuellement un bord replié définissant un pourtour. Par exemple la bande d'assemblage pouvant sur le dessus ou le dessous du couvercle. En variante, deux bande d'assemblage sont prévues sur deux faces opposées des parties d'enveloppe, le long de la ligne de jonction, de manière à renforcer la résistance mécanique. [0014] L'invention a encore pour objet un procédé de fabrication d'une enveloppe telle que précitée, comportant l'étape de souder une bande d'assemblage sur deux parties d'enveloppe disposées côte à côte de manière à générer la cohésion entre les deux parties grâce à la matière, notamment thermoplastique, qui a fondu, cette opération de soudage étant notamment réalisée dans un moule capable de chauffer la bande d'assemblage et les deux parties d'enveloppe, et de générer une pression permettant de lier les différents éléments chauffés entre eux. [0015] L'invention concerne encore un module de stockage d'énergie électrique comportant une pluralité de cellules de batterie notamment disposées suivant une rangée, et une enveloppe précitée. 3 [0016] D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d'autre part, sur lesquels : [0017] [fig.1] est une vue schématique d'un module de stockage d'énergie électrique selon un exemple de l'invention, [0018] [fig.2] représente schématiquement et partiellement l'enveloppe de la [Fig.1], [0019] [fig.3] est un schéma blocs du procédé selon l'invention. [0020] On représente sur la figure 1 un module de stockage d'énergie électrique 10 pour véhicule automobile. Le véhicule automobile peut notamment être une voiture, un camion, un bus. Le dispositif de stockage d'énergie électrique 10 comporte un boîtier 12 et des cellules 14 de stockage d'énergie électrique. Les cellules 14 sont par exemple montées électriquement en série. Le boîtier 12 est formé d'un compartiment de réception 16 inférieur et d'une pièce rapportée 18 destinée à fermer le boîtier 12 pour protéger les cellules 14. La pièce rapportée 18 est ici un couvercle, qui vient recouvrir un logement 20 défini par le compartiment 16. Le compartiment 16 a une forme de cuvette, avec une paroi fond 26 et des parois latérales 28. Le couvercle 18 forme une enveloppe au sens de la présente invention. [0021] Ce compartiment 16 et le couvercle 18 sont par exemple réalisés chacun à partir d'une feuille en matériau composite, notamment comprenant des fibres de verre, éventuellement en variante des fibres de carbone ou d'une autre nature, pré-imprégnées d'une résine thermoplastique. [0022] Dans certaines configurations, il peut être prévu deux unités d'absorption 30 d'énergie de choc pour le dispositif de stockage d'énergie électrique 10, disposées sur chaque parois latérales 20. [0023] L'enveloppe 18, ici un couvercle, comme illustré sur la figure 2, comporte deux parties 40 distinctes et jointes le long d'une ligne de jonction 41 et une bande d'assemblage 42 disposée au moins partiellement le long de cette ligne de jonction, cette bande d'assemblage 42 étant liée de matière avec les deux parties 40 d'enveloppe de part et d'autre de la ligne de jonction 41. [0024] La bande d'assemblage 42 est soudée aux deux parties 40 de l'enveloppe. [0025] Les deux parties 40 de l'enveloppe et la bande d'assemblage 42 comportent un matériau composite comportant des fibres de carbone et/ou de verre avec une base de thermoplastique. Par exemple la soudure est réalisée par de la matière thermoplastique ayant flué entre les deux parties 40 d'enveloppe dans la ligne de jonction 41 et aussi entre ces parties 40 et la bande d'assemblage 41. [0026] La bande d'assemblage 42 forme une surépaisseur sur une face 44 des parties d'enveloppe, ici une face 44 tom-née vers l'extérieur du boitier. [0027] Les deux parties 40 d'enveloppe comportent des faces 44 qui sont dans le pro- longement l'une de l'autre de part et d'autre de la ligne de jonction 41, et la bande d'assemblage 42 est posée sur ces faces 44. [0028] Les deux parties d'enveloppe 40 présentent une dimension mesurée entre deux bords opposés qui est supérieure à 50 cm, notamment supérieur à 1 m, cette dimension étant par exemple la longueur de cette partie d'enveloppe. [0029] La bande d'assemblage 42 est de forme sensiblement rectangulaire, notamment de superficie au moins 5 fois, ou au moins 10 fois, ou encore au moins 20 fois, plus faible que la superficie de l'une des parties 40 d'enveloppe. Les bords longitudinaux 45 de la bande d'assemblage 42 sont par exemple parallèles à ligne de jonction 41. [0030] La bande d'assemblage 41 est réalisée dans un matériau identique à celui des partie d'enveloppe. En variante, la bande d'assemblage est réalisée dans un matériau différent de celui des parties enveloppe. [0031] Le couvercle 18 comporte des bossages 46 et un bord replié définissant un pourtour. Ici la bande d'assemblage 42 chevauche l'un des bossages 46. [0032] Dans une variante non illustrée, deux bande d'assemblage 42 sont prévues sur deux faces opposées 44 et 48 des parties d'enveloppe, le long de la ligne de jonction 41, de manière à renforcer la résistance mécanique. [0033] Le couvercle 18 comporte, dans l'exemple décrit, des éléments de fixation 49 sur le boitier 12, ces éléments 49 étant par exemple des encoches pour coopérer avec les organes de fixation, non représentés, tels que des vis. [0034] Comme illustré sur la figure 3, le procédé de fabrication d'une enveloppe telle que précitée, comportant l'étape 60 de fournir les deux parties 40 et la bande d'assemblage 42 puis l'étape 61 de chauffer les éléments 40 et 42 à l'aide d'un dispositif de chauffage par infrarouge 52, puis l'étape 62 de souder la bande d'assemblage 42 sur deux parties 40 d'enveloppe disposées côte à côte de manière à générer la cohésion entre les deux parties grâce à la matière qui a fondu, cette opération de soudage étant réalisée dans un moule en deux parties 50 et 51 capable de générer une pression permettant de lier les différents éléments chauffés entre eux. Puis, à l'étape 63. l'enveloppe 18 est démoulée. 5 REVENDICATIONS[Revendication 1] Enveloppe (18) notamment pour un modifie de stockage d'énergie électrique, notamment un module comprenant une pluralité de cellules (2) de batterie, cette enveloppe comportant au moins deux parties (40) distinctes et jointes le long d'une ligne de jonction et une bande d'assemblage (42) disposée au moins partiellement le long de cette ligne de jonction (41), cette bande d'assemblage étant liée de matière avec les deux parties d'enveloppe de part et d'autre de la ligne de jonction. [Revendication 2] Enveloppe selon la revendication précédente, dans laquelle la bande d'assemblage (42) est soudée aux deux parties de l'enveloppe. [Revendication 3] Enveloppe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les deux parties (40) de l'enveloppe et la bande d'assemblage comportent une matière plastique, notamment une matière thermoplastique, notamment étant totalement en matériau plastique ou en matériaux composites avec une base thermoplastique, ce matériau composite comportant en outre par exemple des fibres de carbone et/ou de verre. [Revendication 4] Enveloppe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la bande d'assemblage (42) forme une surépaisseur sur une face des parties d'enveloppe. [Revendication 5] Enveloppe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les deux parties d'enveloppe (40) comportent chacune une face, notamment une face plane, et ces faces sont dans le prolongement l'une de l'autre de part et d'autre de la ligne de jonction, et la bande d'assemblage est posée sur ces faces. [Revendication 6] Enveloppe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'une au moins des deux parties d'enveloppe, notamment les deux, présente une dimension mesurée entre deux bords opposés qui est supérieure à 50 cm, notamment supérieur à 1 m, cette dimension étant par exemple la longueur de cette partie d'enveloppe. [Revendication 7] Enveloppe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la bande d'assemblage (42) est de forme rectangulaire, notamment de superficie au moins 5 fois, ou au moins 10 fois, ou encore au moins 20 fois, plus faible que la superficie de l'une des parties d'enveloppe. [Revendication 8] Enveloppe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la bande d'assemblage (42) est réalisée dans un matériau identique à celui des partie d'enveloppe. [Revendication 9] Couvercle d'un compartiment de réception de cellules de batterie 6 [Revendication 10] électrique, ce couvercle étant formé par une enveloppe (18) selon l'une des revendications précédentes, cc couvercle comportant notamment des bossages et éventuellement un bord replié définissant un pourtour. Procédé de fabrication d'une enveloppe selon l'une des revendications 1 à 8, comportant l'étape de souder une bande d'assemblage sur deux parties d'enveloppe disposées côte à côte de manière à générer la cohésion entre les deux parties grâce à la matière, notamment thermoplastique, qui a fondu, cette opération de soudage étant notamment réalisée dans un moule capable de chauffer la bande d'assemblage et les deux parties d'enveloppe, et de générer une pression permettant de lier les différents éléments chauffés entre eux. [Revendication 11] Module de stockage d'énergie électrique comportant une pluralité de cellules de batterie (2) notamment disposées suivant une rangée, et une enveloppe (18) selon l'une des revendications là 8.