Brevet FR3091415A1 — publié le 20200703

Description Titre de l'invention : Boitier de stockage de pile et émetteur de localisation d'urgence [0001] Domaine technique L'invention relève du domaine des batteries et des boitiers de stockage de pile en particulier du stockage de pile au Lithium. L'invention se rapporte également aux émetteurs de localisation d'urgence utilisés dans le domaine de l'aérospatial. [0002] Technique antérieure Plusieurs accidents dus à l'emballement thermique de piles primaires et secondaires au Lithium se sont produits. L'emballement thermique de piles peut créer des dommages importants aux aéronefs. Pour éviter ces dommages, il est connu de disposer les appareils contenant des piles au Lithium dans des sacs en tissu spécifique ou dans des boitiers adaptés pour contenir les flammes et la chaleur. [0003] 11 est souhaitable d'augmenter la protection contre l'emballement thermique des piles pour éviter la propagation d'un incendie. [0004] Exposé de l'invention A cet effet, il est proposé un boitier de stockage dc pile propre à stocker au moins une pile ayant une première extrémité munie d'une soupape dc sécurité et une deuxième extrémité, ledit boitier comprenant : - un carter métallique comportant une paroi de fond et des parois latérales; et - au moins un support thermiquement isolant disposé dans le carter, ledit support comprenant : - un épaulement surélevé par rapport à la paroi dc fond du carter, la première extrémité dc la pile étant en appui sur ledit épaulement ; - au moins une paroi d'appui latérale, ladite au moins une pile étant en appui contre ladite au moins une paroi d'appui latérale dc manière à tenir la pile à une première distance d'au moins une paroi latérale du carter, un premier espace d'air étant agencé entre ladite paroi latérale et ladite au moins une pile, - au moins une ouverture disposée en dessous de l'épaulement pour permettre à des fumées et gaz sortant de la soupape de sécurité de s'échapper lors d'un emballement de la pile. [0005] Avantageusement, la pile ou les piles sont portées surélevées par rapport à la paroi de fond du carter métallique pour permettre aux résidus liquides sortant de la soupape de sécurité de couler au fond du carter, lors d'un emballement de la pile. Avantageusement, le support pet-met d'isoler physiquement la ou les pile(s) du carter et de créer des espaces d'air s'étendant autour de chaque pile. Ces espaces d'air vont 2 permettre l'évacuation des fumées et gaz. Ces espaces d'air sont de plus des isolants thermiques. [0006] Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, option- nellement, être mises en oeuvre. Elles peuvent être mises en oeuvre indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - Le hoitier de stockage de pile est destiné à stocker au moins deux piles et ledit boitier comporte au moins une paroi de séparation métallique située dans le carter, ladite paroi de séparation étant propre à délimiter au moins deux compartiments, ledit au moins un support étant propre à porter une pile dans chaque compartiment, la paroi d'appui latérale étant propre tenir la au moins une pile à une deuxième distance de ladite au moins une paroi de séparation, un premier espace d'air étant aménagé entre la paroi de séparation et la pile. - Le l'eider de stockage de pile comporte en outre un plateau de blocage thermiquement isolant ayant au moins un renfoncement propre à maintenir en position la deuxième extrémité de ladite au moins une pile. - Le plateau de blocage comporte au moins un trou propre à être traversé par des fumées et gaz, lors de l'emballement de la pile. - Le l'eider comporte un couvercle métallique muni d'au moins un trou propre à être traversé par des fumées et gaz, lors de l'emballement de la pile. - Le l'eider comporte au moins un deuxième espace d'air délimité par un coin d'un compartiment et une partie du support disposée en regard du coin du compartiment et .dans lequel au moins un trou est réalisé au-dessus dudit au moins un deuxième espace d'air. - Le boitier comporte en outre un caisson réalisé dans un matériau therrniquement isolant, ledit caisson formant un logement ayant des dimensions intérieures supérieures aux dimensions extérieures du carter ; ledit carter étant suspendu dans ledit logement par des attaches, un troisième espace d'air étant agencé entre le caisson et le carter, le carter étant en contact avec ledit caisson uniquement par l'intermédiaire desdites attaches. - Le support comporte une cavité inférieure creuse propre à recueillir des résidus liquides sortant de la soupape de sécurité lors d'un emballement de la pile. - L'épaulement est situé à une hauteur par rapport à la paroi de fond du carter, la hauteur est égale au moins 2 millimètres. [0007] L'invention concerne également un émetteur de localisation d'urgence pour aéronef comportant un boitier de stockage de pile conforme aux caractéristiques mentionnées ci-dessus, un boitier complémentaire propre à se fixer audit boitier de stockage de pile, un circuit électronique, ledit circuit électronique étant propre à générer un signal radiofréquence, une antenne connectée au circuit électronique pour émettre un signal de lo- 3 calisation d'urgence à partir du signal radiofréquence. [0008] Brève description des dessins D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l'analyse des dessins annexés, sur lesquels : [0009] [fig.1] est une vue en perspective d'un émetteur de localisation d'urgence selon la présente invention ; [0010] [fig.2] est une vue en perspective éclatée d'un boitier de stockage de pile selon la présente invention ; [0011] [fig.3] est une vue de dessus du boitier de stockage de pile illustré sur la figure 2 ; [0012] [fig.4] est une section du boitier de stockage de pile selon le plan de coupe IV-1V illustré sur la figure 3 ; [0013] [fig.5] est une section du boitier de stockage de pile selon le plan de coupe V-V illustré sur la figure 3 ; [0014] [fig.6] est une vue en perspective de dessous d'une pile, de huit supports de pile et d'un plateau de blocage selon la présente invention ; [0015] [fig.7] est une vue en perspective d'un boitier de stockage de pile selon la présente invention et d'une coiffe montée sur le boitier. Description des modes de réalisation [0016] Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. [0017] Par convention, dans la description qui va suivre, les ternies « inférieur », « supérieur », « au-dessus », « en dessous » sont définis lorsque le boitier 4 de stockage de pile selon l'invention et l'émetteur selon l'invention sont disposés comme illustrés sur les figures, et sont nullement limitatifs. [0018] En référence à la figure 1, l'invention concerne un boitier 4 de stockage de pile et un émetteur 2 de localisation d'urgence qui comporte le boitier de stockage de pile et un boitier complémentaire 6 propre à se fixer au-dessus du boitier 4 de stockage de pile. [0019] Le boitier complémentaire 6 comprend un levier 8 de déclenchement d'un signal de localisation, un circuit électronique 9 connecté au levier 8 de déclenchement et une antenne 10 connectée au circuit électronique 9. Le levier 8 de déclenchement est par exemple monté pivotant sur le boitier complémentaire 6. Le circuit électronique 9 peut être logé dans le boitier complémentaire 6 comme dans le mode de réalisation illustré. L'antenne 10 est par exemple fixée sur le [initier complémentaire. Lorsque le levier 8 de déclenchement est pivoté, le circuit électronique 9 est propre à générer un signal radiofréquence. L'antenne 10 est propre à émettre un signal de localisation d'urgence à partir du signal radiofréquence. [0020] Le boitier 4 de stockage de pile selon la présente invention est destiné à recevoir une ou plusieurs piles 12. Ces piles sont par exemple des piles primairc(s) ou sccondaire(s) au Lithium. Selon la présente invention, ces piles peuvent ou pas être connectées électriquement les unes aux autres de manière à former une batterie. Les connexions électriques des piles vers un équipement consommateur d'électricité ou les éventuelles connexions électriques des piles entre elles, ne font pas partie de la présente demande de brevet et n'ont pas été représentées sur les figures. [0021] Dans l'exemple représenté sur les figures, les piles 12 présentent une forme cy- lindrique ayant une première extrémité 14 munie d'une soupape de sécurité 16 et une deuxième extrémité 18 opposée à la première extrémité. Cette forme n'est nullement limitative, la présente invention s'appliquant également à des piles ayant une autre forme. La soupape de sécurité 16 est un dispositif de sécurité permettant l'échappement de fumées et gaz et de résidus liquides en cas de surpression dans la pile ou d'emballement de la pile. Elle est par exemple formée par un évent qui peut être équipé d'un clapet à bille ou d'un disque à rupture. [0022] Un exemple de boitier 4 de stockage comportant huit piles 12 est décrit et illustré sur les figures. L'invention s'applique également à un boitier 4 de stockage comportant un nombre différent de piles. Ce nombre peut être supérieur ou égal à un. [0023] Comme visible sur la figure 2, le boitier 4 de stockage comporte un carter métallique 20, huit supports 22 thermiquement isolants propres à porter chacun une pile 12, un plateau de blocage 24 therrniquement isolant apte à être monté au-dessus des huit piles 12 et un couvercle métallique 26 propre à être monté sur le plateau de blocage 24 et à être fixé au carter 20. [0024] Le boitier 4 comporte également un caisson 28 accueillant le carter 20, les supports 22, le plateau 24, le couvercle 26, et des éléments 30 de fixation pour fixer le caisson 28 au boitier complémentaire 6 illustré sur la figure 1 ou à une coiffe 7 illustrée sur la figure 7. [0025] Le carter 20 présente une forme générale parallélépipédique rectangle. Il possède une paroi de fond 32 et des parois latérales 34. Sa face supérieure 36 est ouverte. Le bord supérieur 38 de ces parois latérales présente deux languettes métalliques 40 s'étendant verticalement en saillie. [0026] Dans le mode de réalisation représenté, le carter 20 comporte en outre des parois de séparation 42 métalliques s'étendant verticalement dans le carter. Dans l'exemple représenté, le carter 20 comporte trois parois de séparation 42 transversales et une paroi de séparation 42 longitudinale et centrale. Ces parois 42 délimitent huit compartiments 44. Chaque compartiment 44 est destiné à stocker un support de pile 22 et une pile 12. [0027] Avantageusement, les parois de séparation 42 permettent d'isoler les piles 12 les unes des autres. Avantageusement également, les parois de séparation 42 sont propres à absorber une partie de la chaleur évacuée par une pile 12 lors de son emballement. [0028] Chaque compartiment 44 présente une dimension intérieure supérieure à la dimension extérieure d'une pile 12. Une première distance Dl au moins supérieure à 0.5 millimètre sépare chaque pile 12 d'une paroi latérale 34 du carter. Une deuxième distance D2 au moins supérieure à 0.5 millimètre sépare chaque pile 12 d'une paroi de séparation 42. De préférence, la première ou la deuxième distance est égale à un millimètre. La première distance et deuxième distance peuvent être égale ou différente. Un premier espace d'air 46 est ainsi agencé entre chaque pile et une paroi latérale 34. Un premier espace d'air 46 est également prévu entre chaque pile 12 et une paroi de séparation 42. Ces premiers espaces d'air 46 forment des isolants thermiques et permettent l'évacuation des fumées et gaz en cas d'emballement d'une pile. [0029] Comme visible sur les figures 4 à 6, les huit supports 22 sont agencés chacun dans un compartiment 44 sur la paroi de fond 32 du carter. Les huit supports 22 sont identiques. Un seul support 22 est décrit en détail. [0030] Le support 22 présente la forme générale d'un bloc parallélépipédique. En particulier, dans le mode de réalisation représenté, le support 22 présente la forme d'un bloc cubique. Il comprend un épaulement intérieur 52 surélevé pat- rapport à la paroi de fond du carter 32, au moins une paroi d'appui latérale 55 propre à tenir la batterie à distance des parois latérale 34 et /ou à distance des parois de séparation 42 du carter. Le support 22 comprend également une cavité inférieure creuse 54 propre à recueillir les résidus liquides qui pourraient sortir de la soupape de sécurité 16 en cas d'emballement de la pile. [0031] Dans le mode de réalisation illustré, le support 22 comporte un évidement central traversant 50 muni de l'épaulement 52. La partie supérieure 53 du support située au-dessus de l'épaulement 52, présente une forme circulaire complémentaire à la forme de la pile 12. Les parois de la partie supérieure 53 du support forment la paroi d'appui latérale 55. Cette paroi d'appui latérale 55 s'étend perpendiculairement à l'épaulement 52. Elle est adjacente à l'épaulement 55. La partie inférieure 57 du support située au-dessous de l'épaulement 52 forme la cavité inférieure creuse 54. [0032] L'épaulement 52 est destiné à porter la première extrémité 14 de la pile qui est pourvue de la soupape de sécurité 16. La hauteur H de surélévation de l'épaulement 52 6 par rapport à la paroi de fond 32 est choisie de sorte que le volume de la cavité inférieure creuse 54 soit supérieur au volume maximum de résidu liquide pouvant s'échapper de la pile. La hauteur H est égale à au moins deux millimètres. De préférence, la hauteur H est égale à au moins cinq millimètres. [0033] Comme l'épaulement 52 est surélevé de la hauteur H, les résidus liquides s'échappant de la soupape de sécurité 16 peuvent librement couler dans la cavité inférieure 54 et s'amasser sur la paroi de fond 32 du compartiment 44. Au contact du métal de la paroi de fond 32, les résidus liquides se refroidissent et se solidifient. Les résidus solidifiés sont ainsi piégés dans la cavité inférieure 54. Peu d'oxygène a accès à cette cavité inférieure 54 car elle est remplie de fumée et gaz. Comme les résidus liquides de Lithium ne sont en contact qu'avec peu d'oxygène, il n'y a pas de propagation des flammes à l'extérieur du support 22. [0034] Le support 22 comporte en outre quatre ouvertures 56 disposées en dessous de l'épaulement 52. Ces ouvertures 56 forment des passages entre la cavité inférieure creuse 54 et le compartiment 44. Elles permettent à des fumées et gaz sortant de la soupape de sécurité 16 de s'échapper lors d'un emballement de la pile. Dans le mode de réalisation représenté, chaque ouverture 56 est située en regard d'un coin 49 d'un compartiment. Chaque ouverture 56 communique avec un deuxième espace d'air 48 délimité par un coin 49 d'un compartiment 44 et une partie du support 22 disposée en regard du coin 49 du compartiment. [0035] De préférence, les quatre arêtes verticales du support 22 sont tronquées de manière à former quatre faces obliques 59. Les ouvertures 56 débouchent sur les faces obliques 59. Le dégagement existant entre la face oblique 59 du support et les parois du compartiment facilite l'échappement des fumées et gaz vers le deuxième espace d'air 48. Lorsque les piles 12 présentent une forme cylindrique comme dans l'exemple représenté, les deuxièmes espaces d'air 48 se prolongent sur toute la hauteur de chaque compartiment entre les coins 49 des compartiments 44 et une portion circulaire de la pile 12. [0036] Avantageusement, les supports 22 sont destinés à porter les piles 12 afin qu'elles soient positionnées au centre et à distance des parois latérales 34 et des parois de séparation 42 du carter. Chaque support 22 permet d'isoler physiquement une pile 12 du carter 20 et de créer des premier 46 et deuxième 48 espaces d'air s'étendant autour de chaque pile. Ces premier 46 et deuxième 48 espaces d'air vont permettre l'évacuation des fumées et gaz qui s'échappent de la soupape de sécurité 16 et passent par les ouvertures 56. Ces premier 46 et deuxième 48 espaces d'air sont de plus des isolants thermiques. [0037] En variante, les huit supports 22 sont fixés les uns aux autres et constituent un unique support. Lorsque cette variante est utilisée, les parois de séparation 42 sont amovibles 7 et sont montées au-dessus de l'unique support et fixée les unes aux autres. [0038] Le plateau de blocage 24 présente une forme rectangulaire. Sa face inférieure 58 comporte huit renfoncements 60 propres à recevoir la deuxième extrémité 18 des piles. A cet effet, ces renfoncements 60 présentent une forme complémentaire à la forme de la pile. Dans l'exemple représenté, ils sont circulaires. Le plateau de blocage 24 comporte des trous traversants 62 propres à être traversés par des fumées et gaz, lors de l'emballement de la pile. De préférence, ces trous 62 sont réalisés au-dessus des deuxièmes espaces d'air 48 délimités par les coins 49 des compartiments et une partie du support. Un seul trou 62 est aménagé au regard des coins 49 adjacents de différents compartiments 44 adjacents. Ainsi, dans le mode de réalisation représenté, cinq trous 62 sont réalisés à équidistance le long de chaque bord longitudinal du plateau de blocage et cinq autres trous 62 sont réalisés à équidistance le long d'une médiane longitudinale du plateau de blocage 24. [0039] Les huit supports 22 et le plateau de blocage 24 sont réalisés dans un matériau ther- miquement isolant et thermostable c'est-à-dire hautement résistant à la chaleur. Ce matériau est par exemple réalisé en polyétherimide ou du polyphenylsulfone. [0040] En référence à la figure 2, le couvercle 26 comporte une paroi principale 64 et des parois latérales 66. La paroi principale 64 présente une forme rectangulaire. La paroi principale 64 présente des trous traversants 68 situés au-dessus et en regard des trous 62 du plateau de blocage. Ainsi, ces trous 68 sont réalisés au-dessus des deuxièmes espaces d'air 46. [0041] Le bord transversal de la paroi principale 64 comprend des fentes 70 propres à recevoir les languettes 40 du carter. Lorsque le couvercle 26 est disposé sur le carter 20 et que les languettes 40 traversent les fentes 70, une partie des languettes 70 est repliée horizontalement pour solidariser le couvercle 26 au carter 20. Les bords longitudinaux libres 72 des parois latérales du couvercle comprennent des attaches 76 pour la fixation du couvercle 26 et du carter 20 au caisson 28. Les attaches 76 sont, par exemple, constituées par des lamelles 77 pourvues d'un orifice 78 et s'étendant horizontalement. [0042] Le caisson 28 présente une forme parallélépipédique. 11 est ouvert sur sa face su- périeure 80. Il est par exemple moulé dans un matériau plastique isolant et thermostable c'est-à-dire hautement résistant à la chaleur tel que du polyétherimide ou en polyphenylsulfone. [0043] En référence aux figures 2 et 3, le caisson 28 comporte des parois de support 82 hori- zontales permettant de porter le carter 20 et le couvercle 26 suspendu à l'intérieur du caisson 28. Dans le mode de réalisation représenté, les parois 82 de support sont les parois d'extrémité 84 de cylindres verticaux moulés d'un seul bloc avec le caisson 28. Les cylindres verticaux 86 sont creux et sont positionnés le long de chaque pan longitudinal du caisson 28. Les parois 84 de support comprennent chacun un orifice 8 taraudé 88. Des éléments de fixation non représentés de type vis sont vissés dans les orifices 78 des lamelles et dans les orifices taraudés 88 des parois de support pour fixer le couvercle 26 et son carter 20 suspendu dans le caisson 28. [0044] Comme visible sur les figures 4 et 5, le caisson forme un logement ayant des di- mensions intérieures supérieures aux dimensions extérieures du carter 20. Ainsi, une distance supérieure à 2 millimètres est prévue entre le caisson 28 et le carter 20. De préférence, cette distance est égale à 5 millimètres. Un troisième espace d'air 90 est ainsi aménagé entre le carter 20 et le caisson 28. Ce troisième espace d'air 90 est situé du côté et en dessous du carter 20. Ce troisième espace d'air 90 a pour fonction d'isoler thcrmiquement le carter 20 du caisson 28. [0045] Le caisson 28 comporte en outre à chacun de ses coins une tubulure creuse 92 ayant une extrémité inférieure ouverte sur la face inférieure 94 du caisson et une extrémité supérieure 96 munie d'un taraudage. Des éléments de fixation 30 de type vis sont agencés dans les tubulures creuses 92 et vissés dans les taraudages de sorte que leur extrémité filetée soit vissée dans le boiticr complémentaire 6 ou dans une coiffe 7, comme illustré sur la figure 7. Les cylindres 86 et les tubulures 92 sont moulés d'un tenant avec le caisson. [0046] En variante, le carter 20 comporte des pattes de fixation au caisson et le couvercle 26 n'en comporte pas. En référence à la figure 7, le l'eider 4 de stockage de pile peut également être surmonté d'une coiffe 7. Lorsque le boitier 4 de stockage est destiné à contenir une seule pile 12, le carter 20 ne comporte pas de paroi de séparation 42. La dimension intérieure du carter 20 est supérieure à la dimension d'une pile 12 de manière à aménager un premier espace d'air 46 entre la pile et les parois latérales 34 du carter. En variante, chaque support 22 ne comporte qu'une ouverture 56. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4]