Brevet FR3125169A1 — publié le 20230113

Batterie (1) comprenant un accumulateur (2) en contact par une de ses extrémités avec un caloduc (3) par l’intermédiaire de l’empilement d’un feuillard (4), d’un pad thermique (5) et d’une plaque d’interface thermique (6), le feuillard (4) permettant de connecter électriquement l’accumulateur (2), le pad thermique (5) étant positionné entre le feuillard (4) et la plaque d’interface thermique (6) afin d’améliorer la surface de contact et la conduction thermique, la plaque d’interface thermique (6) étant connectée thermiquement au caloduc (3), le caloduc (3) comprenant un fluide caloporteur assurant le transport d’énergie thermique et relié à un échangeur thermique permettant de chauffer ou de refroidir le fluide caloporteur. Figure pour l’abrégé : Fig 2 Batterie d’accumulateurs à gestion thermique active L’invention concerne les batteries, et plus précisément, le refroidissement de telles batteries. Techniques antérieures Il est connu que les accumulateurs d’une batterie voient leurs performances dégradées durant le fonctionnement à cause de leur échauffement. Il est alors important de maintenir les accumulateurs dans une plage de température prédétermine. La température de fonctionnement a également un impact sur la durée de vie de l’accumulateur et son vieillissement. Le vieillissement a également un impact sur les performances. Les batteries 28V utilisées actuellement dans le milieu aéronautique n’intègrent pas de système de refroidissement actif. Seul un refroidissement passif par conduction thermique est employé pour le refroidissement des batteries. Un ensemble des pièces mécaniques est par ailleurs employé mais uniquement pour le maintien des accumulateurs dans la batterie. Il n’intervient pas dans le refroidissement actif des accumulateurs. Le milieu automobile utilise aujourd’hui des systèmes de refroidissement actif permettant de refroidir les batteries. Une solution employée se présente comme un plancher dans lequel circule un fluide caloporteur. Ce plancher étant en contact avec les accumulateurs, il permet de les refroidir par échange thermique. Par ailleurs, la défaillance d’un accumulateur induit une augmentation rapide de la température environnante pouvant endommager les autres accumulateurs. Le refroidissement de la batterie permet de minimiser ou de ralentir ce phénomène. Il est à noter que la plage de température prédéterminée implique qu’un chauffage de la batterie peut être nécessaire lorsque la température est particulièrement basse. Les systèmes de chauffage actuel (i.e. « heater » en langue anglaise) remplissent uniquement cette fonction au sein d’une batterie. De plus, toujours dans le domaine automobile, les fonctions de refroidissement actif et de maintien mécanique des accumulateurs sont dissociées et chaque fonction utilise des éléments spécifiques soit au refroidissement actif, soit au maintien mécanique. En d’autres termes, le plancher de refroidissement ne sert qu’à refroidir les accumulateurs tandis que les autres éléments ne servent qu’à maintenir en position les accumulateurs de la batterie. Le refroidissement ou le chauffage des accumulateurs implique également un léger délai d’attente avant leur disponibilité. Il existe un besoin de minimisation du nombre d’éléments dans une batterie tout en maintenant et maximisant les fonctions remplies par ces éléments. L’invention a pour objet une batterie comprenant un accumulateur en contact par une de ses extrémités avec un caloduc par l’intermédiaire de l’empilement d’un feuillard, d’un pad thermique et d’une plaque d’interface thermique, le feuillard permettant de connecter électriquement l’accumulateur, le pad thermique étant positionné entre le feuillard et la plaque d’interface thermique afin d’améliorer la surface de contact et la conduction thermique, la plaque d’interface thermique étant connectée thermiquement au caloduc, le caloduc comprenant un fluide caloporteur assurant le transport d’énergie thermique et relié à un échangeur thermique permettant de chauffer ou de refroidir le fluide caloporteur. Une extrémité de l’accumulateur peut être maintenue par une plaque de maintien mécanique, de sorte à éviter un glissement latéral d’un accumulateur. La plaque de maintien mécanique peut être électriquement isolante. La plaque de maintien mécanique peut être disposée à chaque extrémité d’un accumulateur. Un ensemble d’un caloduc, d’un feuillard, d’un pad thermique et d’une plaque d’interface thermique peut être disposé à chaque extrémité d’un accumulateur. La batterie peut comprendre une tige de maintien, des moyens de maintien en tension et deux empilements d’un feuillard, d’un pad thermique et d’une plaque d’interface thermique, le premier empilement étant en contact avec une extrémité de l’accumulateur et le deuxième empilement étant en contact avec l’autre extrémité de l’accumulateur, la tige de maintien étant disposée à travers les deux empilements et étant associée aux moyens de maintien en tension permettant de maintenir l’accumulateur en tension entre les deux empilements. Un caloduc et une plaque d’interface thermique peuvent être compris dans un même plan. Un caloduc peut être disposé traversant par rapport à une plaque d’interface thermique. Une plaque d’interface thermique peut être munie d’un canal de refroidissement en contact fluidique avec un caloduc. Un autre objet de l’invention est un aéronef muni d’une batterie telle que décrite ci-dessus. La batterie selon l’invention présente l’avantage de contrôler activement la température des accumulateurs tout en les maintenant en position. On évite ainsi les inconvénients de l’état de l’art tout en diminuant le nombre de pièces nécessaires grâce à une mutualisation des fonctions de refroidissement et de maintien mécanique. La masse et l’encombrement de la batterie sont ainsi réduits. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la illustre une vue en plongeante d’une batterie selon un premier mode de réalisation, - la illustre une vue en plongeante d’une batterie selon un deuxième mode de réalisation, - la illustre une vue en coupe d’une batterie selon un troisième mode de réalisation, - la illustre une illustre une vue en plongeante d’une batterie selon un quatrième mode de réalisation. Batterie (1) comprenant un accumulateur (2) en contact par une de ses extrémités avec un caloduc (3) par l’intermédiaire de l’empilement d’un feuillard (4), d’un pad thermique (5) et d’une plaque d’interface thermique (6), le feuillard (4) permettant de connecter électriquement l’accumulateur (2), le pad thermique (5) étant positionné entre le feuillard (4) et la plaque d’interface thermique (6) afin d’améliorer la surface de contact et la conduction thermique, la plaque d’interface thermique (6) étant connectée thermiquement au caloduc (3), le caloduc (3) comprenant un fluide caloporteur assurant le transport d’énergie thermique et relié à un échangeur thermique permettant de chauffer ou de refroidir le fluide caloporteur. Batterie selon la revendication 1, dans laquelle une extrémité de l’accumulateur (2) est maintenue par une plaque de maintien mécanique (7), de sorte à éviter un glissement latéral d’un accumulateur (2). Batterie selon la revendication 2, dans laquelle la plaque de maintien mécanique est électriquement isolante. Batterie selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3, dans laquelle la plaque de maintien mécanique est disposée à chaque extrémité d’un accumulateur (2). Batterie selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle un ensemble d’un caloduc (3), d’un feuillard (4), d’un pad thermique (5) et d’une plaque d’interface thermique (6) est disposé à chaque extrémité d’un accumulateur (2). Batterie selon la revendication 5, comprenant une tige (8) de maintien, des moyens de maintien en tension et deux empilements d’un feuillard (4), d’un pad thermique (5) et d’une plaque d’interface thermique (6), le premier empilement étant en contact avec une extrémité de l’accumulateur (2) et le deuxième empilement étant en contact avec l’autre extrémité de l’accumulateur (2), la tige (8) de maintien étant disposée à travers les deux empilements et étant associée aux moyens de maintien en tension permettant de maintenir l’accumulateur en tension entre les deux empilements. Batterie selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle un caloduc (3) et une plaque d’interface thermique (6) sont compris dans un même plan. Batterie selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle un caloduc (3) est disposé traversant par rapport à une plaque d’interface thermique (6). Batterie selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle une plaque d’interface thermique (6) est munie d’un canal de refroidissement en contact fluidique avec un caloduc (3). Aéronef muni d’une batterie (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.