Brevet FR3128826A1 — publié le 20230505

Compartiment sécurisé de réception d’un module de stockage d’électricité et système associé. L’invention concerne un compartiment (2) de réception d’au moins un module de stockage (1) d’électricité, comprenant une paroi (20) étanche délimitant un volume intérieur (21) de réception du module (1), au moins une ouverture (22) de passage d’un liquide (30) disposée dans la paroi (20), au moins un dispositif d’étanchéité (23) de l’ouverture (22). Le dispositif d’étanchéité présente une configuration fermée d’obstruction de l’ouverture et une configuration ouverte de passage du liquide (30). Un élément thermofusible (230) maintient par défaut le dispositif d’étanchéité (23) dans sa configuration fermée. Lorsque la température d’au moins une partie de l’élément thermofusible (230) dépasse une température seuil, le dispositif d’étanchéité (23) passe de sa configuration fermée à sa configuration ouverte, induisant une entrée du liquide (30) dans le volume intérieur (21) de façon à inonder le module de stockage (1). Figure pour l’abrégé : Fig.1 Compartiment sécurisé de réception d’un module de stockage d’électricité et système associé La présente invention concerne le domaine des dispositifs de refroidissement de modules de stockage électrique, par exemple de batterie. Elle trouve pour application particulièrement avantageuse le domaine de la sécurité des batteries dans des moyens de transports, et plus particulièrement dans les navires. D’autres applications peuvent être envisagées telles que des équipements de soutien au réseau, de stockage d’énergie électrique, par exemple pour l’intermittence des énergies renouvelables, et pour les alimentations électriques ininterruptibles. ETAT DE LA TECHNIQUE Une multitude d’appareils est alimentée électriquement par des systèmes comprenant des modules de stockage d’énergie électrique, tels que des batteries, et notamment des batteries lithium-ion. Lors de la vie d’un appareil, des défauts de fonctionnement des modules de stockage peuvent survenir. Un module de stockage peut plus particulièrement subir une surchauffe, voire un emballement thermique, durant lesquels la température d’une ou plusieurs unité(s) de stockage dans le module s’élève anormalement. Sous l’effet d’un défaut interne, un court-circuit interne par exemple, ou externe, une surchauffe ou une surcharge par exemple, une batterie peut se mettre à bruler de manière spontanée, entretenue et violente. Un risque est alors de propager le défaut de fonctionnement, par exemple de l’unité de stockage à d’autres unités, entre différents modules, voire au reste de l’appareil alimenté. Les températures des gaz émis en grande quantité peuvent alors atteindre 1000°C, et jusqu’à 1200°C pour les flammes. Le feu va alors se propager aux unités ou modules voisins, notamment par contact avec les flammes, par de la matière projetée enflammée, par convection et/ou par rayonnement. Par réactions en chaîne, l’ensemble du pack batterie peut être touché. Pour de nombreuses applications, la possibilité d’un emballement thermique représente un risque inacceptable, ou pour le moins très difficile à gérer. Dans le domaine des transports par exemple, et plus particulièrement des navires, le milieu dans lequel évoluent les opérateurs et/ou les passagers est généralement confiné. Le dégagement de fumée ou la propagation d’un incendie doit donc être évité. En outre, l’évacuation des passagers peut être longue, compliquée, voire impossible. Afin de limiter cela, il existe des solutions visant à limiter la propagation de l’emballement d’un module de stockage à un autre, par le biais de matériaux limitant la propagation, ou de fluide refroidisseur dédié circulant autour des modules en fonctionnement pour les refroidir. Ces solutions sont toutefois complexes, coûteuses en matériaux supplémentaires et augmentent sensiblement la masse et le volume du pack batterie. Il est connu du document EP1806807 A1 un dispositif de sécurité pour pack batterie dans lequel un agent extincteur est disposé dans une enveloppe, elle-même disposé dans un compartiment de réception d’un module de stockage. Lors d’une élévation de la température du pack batterie, l’agent extincteur s’évapore jusqu’à entrainer la rupture l’enveloppe. Cette solution reste en pratique limitée pour éviter la propagation d’un emballement thermique. L’agent extincteur ne doit pas seulement bloquer l’accès à l’air comme les feux de combustibles classiques, mais assurer un fort refroidissement pour arrêter la combustion du module de stockage. Un objet de la présente invention est donc de proposer une solution permettant un refroidissement efficace et rapide en cas de surchauffe, voire d’emballement thermique, d’un module de stockage électrique. Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés. RESUME Pour atteindre cet objectif, selon un premier aspect on prévoit un compartiment de réception d’au moins un module de stockage d’électricité. Avantageusement, le compartiment comprend : une paroi étanche délimitant un volume intérieur de réception du module, au moins une ouverture de passage d’un liquide disposée dans la paroi, au moins un dispositif d’étanchéité de l’ouverture : présentant une configuration fermée d’obstruction de l’ouverture et une configuration ouverte de passage du liquide, comprenant un élément thermofusible disposé au moins en partie, et de préférence totalement, dans le volume intérieur et maintenant par défaut le dispositif d’étanchéité dans sa configuration fermée, et configuré de sorte que lorsque la température de l’élément thermofusible dépasse une température seuil prédéterminée, le dispositif d’étanchéité passe de sa configuration fermée à sa configuration ouverte, induisant une entrée du liquide dans le volume intérieur de façon à inonder le module de stockage. Ainsi, la surchauffe ou l’emballement thermique d’une unité ou d’un module de stockage induisant une augmentation de la température dans le compartiment, l’élément thermofusible va s’échauffer jusqu’à dépasser la température seuil prédéterminée. La fusion de l’élément thermofusible induit alors l’ouverture du dispositif d’étanchéité. L’élément thermofusible étant au contact du volume intérieur dans lequel le module de stockage est placé, de préférence à proximité immédiate, voire même au contact du module de stockage, l’élément thermosensible augmente en température au début de la surchauffe ou de l’emballement thermique, sans nécessiter le réchauffement de parois et/ou d’élément intermédiaire. La fusion et donc l’ouverture se déclenchent rapidement suite à la surchauffe ou l’emballement thermique. Cette solution se démarque ainsi clairement d’une rupture induite par une augmentation de la pression d’un agent par une augmentation de sa température, provoquant sa délivrance dans le compartiment. En outre, l’ouverture est déclenchée automatiquement avec l’augmentation de la température dans le compartiment, sans nécessiter de capteur ou de dispositif de commande. L’ouverture est donc fiabilisée. Le liquide n’étant pas stocké dans le compartiment de réception, son volume est moins, et de préférence pas, limité. Une inondation du compartiment de réception est rendue ainsi possible, pour un meilleur inertage thermique du module et l’extinction d’un éventuel incendie. De façon synergique, un refroidissement rapide et efficace du compartiment est permis lors d’une surchauffe ou d’un emballement thermique. Le module à l’origine de l’emballement thermique est mis en court-circuit et donc sacrifié pour éviter la propagation du défaut. En outre, la conception du compartiment est simplifiée, ce qui permet d’augmenter sa compacité et de minimiser son coût. Cette solution de refroidissement et d’inertage étant en outre très efficace, elle peut autoriser de se dispenser d’autres solutions de sécurisation des modules de stockage, entrainant un gain de coût, de volume, de poids du système stockage d’énergie. Un deuxième aspect de l’invention concerne un système de réception d’un module de stockage électrique comprenant au moins un compartiment selon le premier aspect. Selon un exemple, le système comprend un volume du liquide admissible depuis l’ouverture de passage du liquide dans le volume intérieur du compartiment. Un troisième aspect de l’invention concerne un navire comprenant une coque et le système selon le deuxième aspect, ou le compartiment selon le premier aspect. Selon un exemple, la coque est destinée à former au moins en partie une paroi d’interface avec un milieu extérieur liquide, sur laquelle est montée le système ou le compartiment. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels : La représente une vue schématique d’un compartiment de réception selon un exemple de réalisation de l’invention. Les figures 2A et 2B représentent le principe de fonctionnement du dispositif d’étanchéité selon un exemple de réalisation. Les figures 3A et 3B représentent une vue schématique de systèmes de réception selon différents exemples de réalisation. Les figures 4 à 6 représentent des vues schématiques d’un compartiment de réception selon différents exemples de réalisation. La représente une vue schématique d’un module de stockage dans lequel circule le fil. Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier les dimensions ne sont pas nécessairement représentatives de la réalité. Compartiment (2) de réception d’au moins un module de stockage (1) d’électricité caractérisé en ce qu’il comprend : une paroi (20) étanche délimitant un volume intérieur (21) de réception du module (1), au moins une ouverture (22) de passage d’un liquide (30) disposée dans la paroi (20), au moins un dispositif d’étanchéité (23) de l’ouverture (22) : présentant une configuration fermée d’obstruction de l’ouverture et une configuration ouverte de passage du liquide (30) par l’ouverture (22), comprenant un élément thermofusible (230) disposé au moins en partie dans le volume intérieur et maintenant par défaut le dispositif d’étanchéité (23) dans sa configuration fermée, et configuré de sorte que lorsque la température de d’au moins une partie de l’élément thermofusible (230) dépasse une température seuil prédéterminée, le dispositif d’étanchéité (23) passe de sa configuration fermée à sa configuration ouverte, induisant une entrée du liquide (30) dans le volume intérieur (21) de façon à inonder le module de stockage (1). Compartiment (2) selon la revendication précédente, dans lequel l’élément thermofusible (230) exerce une force sur le dispositif d’étanchéité (23) supérieure à la pression du liquide sur le dispositif d’étanchéité (23) de façon à maintenir en compression le dispositif d’étanchéité (23) contre la paroi (20). Compartiment (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif d’étanchéité (23) comprend un fil (230a) circulant dans le volume intérieur (21) et des pièces d’ancrage (230b) du fil sur la paroi, au moins l’un parmi le fil (230a) et les pièces d’ancrage (230b) étant thermofusible. Compartiment (2) selon la revendication précédente, dans lequel le fil (230a) est thermofusible. Compartiment (2) selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel le volume intérieur (21) définit une pluralité de zones de réception (210) d’un module de stockage (1), et le fil (230a) circule dans au moins deux zones de réception (210), et de préférence dans chaque zone de réception (210). Compartiment (2) selon l’une quelconque des trois revendications précédentes, dans lequel le compartiment (2) comprenant le module de stockage (1), lui-même doté d’une pluralité d’unités de stockage (10), le fil (230a) est thermofusible et circule entre la pluralité d’unités de stockage (10) du module de stockage (1). Compartiment (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le compartiment (2) comprenant au moins deux ouvertures (22), dont au moins une première ouverture (22) de passage du liquide (30). Compartiment (2) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif d’étanchéité (23) est configuré de sorte que, pour chaque ouverture (22), le passage de sa configuration fermée à sa configuration ouverte est déclenché par le même élément thermofusible (230). Compartiment (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une ouverture (22) est configurée de façon à être disposée au-dessus d’une zone de réception du module de stockage (1), en projection selon la verticale lors de l’utilisation du compartiment (2). Compartiment (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un dispositif d’actionnement configuré pour agir sur l’élément thermofusible (230) de façon à actionner le passage du dispositif d’étanchéité (23) de sa configuration fermée à sa configuration ouverte. Système (3) de réception d’un module de stockage (1) électrique comprenant : au moins un compartiment (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, et un volume du liquide (30) admissible depuis l’ouverture (22) de passage du liquide (30) dans le volume intérieur (21) du compartiment (2). Système (3) selon la revendication précédente, comprenant un réservoir (31) comprenant le volume de liquide (30) admissible, le réservoir (31) étant raccordé fluidiquement à l’ouverture (22) de passage du liquide (30). Système (3) selon la revendication 11, dans lequel le compartiment (2) est apte à être monté sur une conduite (32) de circulation de liquide comprenant le volume de liquide (30) admissible, l’ouverture (22) étant raccordée fluidiquement à la conduite (32). Système (3) selon la revendication 11, dans lequel le compartiment (2) est apte à être monté sur une paroi d’interface (4) avec un milieu extérieur liquide (33) comprenant le volume de liquide (30) admissible. Système (3) selon l’une quelconque des quatre revendications précédentes, comprenant une pluralité de compartiments (2) isolés de façon étanche les uns des autres, chaque compartiment (2) étant destiné à recevoir au moins un module de stockage (1). Navire comprenant une coque (4) et le système (3) selon l’une quelconque des cinq revendications précédentes. Navire selon la revendication précédente, dans lequel la coque (4) est destinée à former au moins en partie une paroi d’interface avec un milieu extérieur liquide (33), sur laquelle est montée le système (3).