Brevet FR3121785A1 — publié le 20221014

La présente invention concerne un module (1) de batterie comprenant deux cellules (1a, 1b) électrochimiques adjacentes comportant chacune une paroi (4a, 4b) en regard et un capteur (2) de température, caractérisé en ce que le capteur (2) de température est disposé entre les parois (4a, 4b) des cellules (1a, 1b) électrochimiques. Figure 1 MODULE DE BATTERIE EQUIPE D’UN CAPTEUR DE TEMPERATURE La présente invention concerne le domaine des batteries. Plus particulièrement, l’invention a pour objet un module de batterie équipé d’un capteur de température. Les batteries de traction de des véhicules électriques ont besoin d’être contrôlées. Ce contrôle porte notamment sur la température interne. C'est notamment le cas, bien que non limitativement, des batteries à cellules électrochimiques, comme par exemple celles de type lithium-ion (ou Li-ion). Une solution existante, connue par exemple du document EP2649701B1, pour mesurer la température de la batterie consiste à disposer un ou plusieurs capteurs de température sur un module de batterie. Ce capteur thermique peut être un thermocouple. Ces capteurs thermiques se situent au-dessus du module. Les températures sont mesurées donc au niveau du module au lieu des cellules. A cause de la résistance thermique de la batterie, les températures mesurées sont beaucoup plus basses que la température intérieure des cellules. Par exemple, en hiver, au cours d’une charge ou d’une décharge de la batterie, la température à l’intérieur de la batterie est plus haute que celle mesurée sur le module et la température mesurée impose une limitation du courant plus forte que nécessaire. Dans un cas opposé en été, la température à l’intérieur de la batterie est plus haute que celle mesurée, et il faut imposer une limitation plus forte pour protéger la batterie. On comprendra par batterie, dans tout le texte de ce document, un ensemble comprenant au moins un module de batterie contenant lui-même au moins une cellule électrochimique. Quand il y a plusieurs modules, ils sont généralement regroupés dans un bac ou carter et forment alors un bloc batteries, Par ailleurs, on comprendra par cellule électrochimique dans tout le texte de ce document, une cellule générant du courant électrique par réaction chimique, par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion), de type Ni-Mh, ou Ni-Cd ou plomb. A la suite de l’écart entre la température mesurée et la température maximale dans la batterie, il n’est pas possible de définir de manière précise la stratégie de protection pour la batterie, c’est-à-dire la loi pour la réduction de puissance en fonction de la température batterie. Dans le cas où cette limitation est trop élevée, on ne peut pas exploiter la puissance maximale de la batterie. Dans le cas où cette limitation n’est pas assez élevée, la durée de vie de la batterie est pénalisée. L’invention vise à résoudre cette problématique. Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un module de batterie comprenant deux cellules électrochimiques adjacentes comportant chacune une paroi en regard et un capteur de température, dans lequel le capteur de température est disposé entre les parois des cellules électrochimiques. L’effet technique est permettre la mesure d’une température qui est beaucoup plus proche de la température réelle à l’intérieur des cellules électrochimiques. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons : Selon une réalisation, le module de batterie comprend une tranche d’isolation thermique prise en sandwich entre les parois en regard des deux cellules électrochimiques, le capteur de température étant disposé entre une des parois et la tranche d’isolation thermique. Selon une réalisation, chaque paroi est recouverte d’une couche externe d’isolation électrique, le capteur de température étant disposé entre la couche externe d’isolation électrique de cette une des parois et la tranche d’isolation thermique. Selon une réalisation, la couche externe d’isolation électrique et/ou la tranche d’isolation thermique est en plastique PET. Selon une réalisation, le capteur de température comprend un thermocouple comme élément sensible. Selon une autre réalisation, le capteur de température comprend un film comme élément sensible. Selon une autre réalisation, le capteur de température comprend comme élément sensible un revêtement déposé sur la couche externe d’isolation électrique. L’invention a aussi pour objet une batterie caractérisée en ce qu’elle comprend un module de batterie selon l’une des variantes précédemment décrites. L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un moteur électrique de traction comprenant une telle batterie pour l’alimentation du moteur électrique de traction. D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : : La représente schématiquement en coupe transversale un module de batterie conforme à l’invention. La mesure de la température interne de la batterie est critique dans la construction du module de batterie. La température interne de la batterie offre une base pour la limitation de la puissance de la batterie, ce qui sert à garantir la durée de vie de la batterie à un côté, et à l’autre côté à maximiser l’utilisation de la performance électrique de la batterie. La présente schématiquement une partie de module 1 de batterie. Ce module de batterie comprend deux cellules électrochimiques 1a, 1b adjacentes. Les cellules électrochimiques 1a, 1b comprennent chacune une paroi, respectivement 4a, 4b en regard l’une de l’autre. Conformément à l’invention, un capteur 2 de température est disposé entre les parois 4a, 4b des cellules électrochimiques 1a, 1b. Autrement dit le capteur est pris en sandwich entre les parois 4a, 4b des cellules électrochimiques 1a, 1b. Le capteur 2 de température est relié à une unité électronique de mesure, non représentée. Chaque cellule 1a et 1b est recouverte d’une couche externe 3a, 3b d’isolation électrique. Chaque paroi 4a, 4b est donc recouvertes de cette couche 3a, 3b d’isolation électrique. Cette couche 3a, 3b d’isolation électrique est mince, de l’ordre de 0,1 mm. Cette couche d’isolation électrique peut être en plastique PET (polytéréphtalate d'éthylène). Le module 1 de batterie comprend encore une tranche 5 d’isolant thermique prise en sandwich entre les parois 4a et 4b des cellules de batteries 1a, 1b. Cette tranche 5 d’isolant thermique sert à la prévention de l’emballement thermique du module 1 de batterie. Cette tranche 5 d’isolant thermique est plus épaisse que la couche d’isolation électrique, par exemple d’environ 1,5 mm. Cette tranche 5 d’isolant thermique peut être en plastique, également en PET (Polytéréphtalate d'éthylène). Dans ce mode de réalisation, le capteur 2 de température est disposé entre la tranche 5 d’isolant thermique et la couche 3a d’isolation électrique d’une des deux cellules électrochimiques. Selon un mode de réalisation, le capteur 2 de température peut être un capteur de température dont l’élément sensible est un thermocouple fin, placé entre la tranche 5 d’isolant thermique et la couche 3a d’isolation électrique. Ce mode de réalisation présente comme avantage le coût faible du thermocouple et une facilité de leur approvisionnement, mais demande une modification de la forme de la couche d’isolation électrique 3a et/ou de la tranche 5 d’isolant thermique pour permettre l’insertion de l’élément sensible, et l’addition de cette étape de modification dans le processus de fabrication. Selon un autre mode de réalisation, le capteur 2 de température peut être un capteur de température dont l’élément sensible est un film mince, le film étant disposé entre la tranche 5 d’isolant thermique et la couche 3a d’isolation électrique. Ce mode de réalisation présente également comme avantage le coût faible du capteur et une facilité d’approvisionnement, mais également comme inconvénient demander une modification de la forme de la couche d’isolation électrique 3a et/ou de la tranche 5 d’isolant thermique pour permettre l’insertion de l’élément sensible, avec un éventuel élargissement de la distance entre cellules et l’addition de cette étape de modification dans le processus de fabrication. Selon un autre mode de réalisation, le capteur 2 de température peut être un capteur de température dont l’élément sensible est déposé en revêtement, par exemple par technologie de dépôt en phase vapeur, PVD (pour « Physical Vapor Deposition » en anglais) sur la couche 3a d’isolation électrique ou la tranche 5 d’isolation thermique. Ce mode de réalisation ne nécessite pas la modification de la forme de la couche d’isolation électrique 3a et/ou de la tranche 5 d’isolant thermique pour permettre l’insertion de l’élément sensible parce que le revêtement obtenu par PVD a classiquement une épaisseur de quelques microns, ce qui est inférieur à la tolérance de la planéité (de quelques dizaines de microns) de la surface des cellules. Le revêtement PVD se fait ultérieurement sur la couche 3a d’isolation électrique ou la tranche 5 d’isolation thermique avant l’assemblage des cellules. Les inconvénients sont le prix plus élevé du capteur et son approvisionnement industriel. Un tel module 1 de batterie peut former une partie d’une batterie de traction équipant un véhicule automobile comprenant un moteur électrique de traction. Ce véhicule peut être par exemple un véhicule électrique ou un véhicule hybride thermique électrique. L’invention permet une mesure de la température à l’intérieur du module de batterie qui est beaucoup plus proche de la température maximale dans l’intérieur des cellules. Module (1) de batterie comprenant deux cellules (1a, 1b) électrochimiques adjacentes comportant chacune une paroi (4a, 4b) en regard et un capteur (2) de température, caractérisé en ce que le capteur (2) de température est disposé entre les parois (4a, 4b) des cellules (1a, 1b) électrochimiques. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend une tranche (5) d’isolation thermique prise en sandwich entre les parois (4a, 4b) en regard des deux cellules (1a, 1b) électrochimiques, le capteur (2) de température étant disposé entre une des parois (4a) et la tranche (5) d’isolation thermique. Module selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque paroi (4a, 4b) est recouverte d’une couche (3a, 3b) externe d’isolation électrique, le capteur (2) de température étant disposé entre la couche (3a, 3b) externe d’isolation électrique de cette une des parois (4a) et la tranche (5) d’isolation thermique. Module selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche (3a, 3b) externe d’isolation électrique et/ou la tranche (5) d’isolation thermique est en plastique PET. Module selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (2) de température comprend un thermocouple comme élément sensible. Module selon des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le capteur (2) de température comprend un film comme élément sensible. Module selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur (2) de température comprend comme élément sensible un revêtement déposé sur la couche (3a, 3b) externe d’isolation électrique. Batterie caractérisée en ce qu’elle comprend un module (1) de batterie selon l’une des revendications précédentes. Véhicule automobile comprenant un moteur électrique de traction, caractérisé en ce qui comprend une batterie selon la revendication précédente pour l’alimentation du moteur électrique de traction.