Brevet FR3131455A1 — publié le 20230630

Batterie électrique (10) pour aéronef, cette batterie (10) comportant : - un boîtier (12) comportant un logement interne (14) et un évent (18) d’évacuation de gaz, et - des cellules (16) de batterie électrique situées dans le logement (14) du boîtier (12), caractérisée en ce qu’elle comprend en outre, au niveau dudit évent (18), un système (20) sensible à la chaleur (38) susceptible d’être générée par les cellules (16) dans le logement (14) en cas de dysfonctionnement de ces cellules, ce système (20) comportant un circuit électrique (22) comportant des bornes (24) d’alimentation électrique qui sont reliées à au moins un interrupteur thermosensible (26), cet interrupteur (26) étant configuré pour être fermé lorsqu’il est soumis à une température inférieure à une valeur seuil prédéterminée, et pour être ouvert lorsqu’il est soumis à une température supérieure ou égale à cette valeur seuil. Figure pour l'abrégé : Figure 1 BATTERIE ELECTRIQUE POUR AERONEF Domaine technique de l'invention La présente invention concerne une batterie électrique pour aéronef ainsi qu’un aéronef comportant cette batterie. Arrière-plan technique Dans un souci de réduction de l’empreinte carbone du trafic aérien, plusieurs technologies existent pour électrifier le plus possible un aéronef en remplaçant par exemple un équipement non électrique par un équipement électrique. Ceci est rendu possible en équipant l’aéronef de batteries électriques qui permettent de stocker de l’énergie électrique et de la distribuer en fonction des besoins aux équipements électriques de l’aéronef. Une batterie électrique peut subir un emballement thermique pour différentes raisons qu’il n’est pas forcément possible de prévenir par une surveillance électronique de la batterie (comme dans le cas d’un défaut de production d’une cellule de batterie par exemple). Cet emballement thermique peut se traduire par la génération de gaz divers, certains toxiques, de flammes, de fumées, et de violentes explosions, et poser des problèmes de sécurité. Il est donc très important de détecter cet emballement thermique, de manière fiable et rapide, de façon à pouvoir isoler la batterie ou la partie de la batterie concernée, et d’avertir le dispositif de gestion de la batterie ou le pilote de l’aéronef, afin que cet aéronef interrompe son vol et se pose rapidement de manière sécurisée. Pour réaliser cette surveillance de l’emballement thermique, les solutions existantes reposent sur l’utilisation de capteurs présents dans la batterie (capteurs de tension, de température, de courant, etc.) pour établir des algorithmes de détection d’emballement thermique. L’inconvénient de ce type de solution est de s’assurer que l’emballement thermique a effectivement lieu. Pour éviter les faux positifs, il convient de bien connaitre et caractériser l’emballement thermique. De plus, il existe une infinité de scénarii d’emballement thermique, ce qui peut conduire à sur-instrumenter la batterie pour garantir cette détection. Il existe également des solutions utilisant des capteurs de pression, de gaz, de son, etc. L’inconvénient de ces solutions est leur complexité de mise en œuvre et leur coût. Ce type de capteur nécessite par exemple une carte électronique pour analyser le signal renvoyé par les capteurs. La présente invention propose ainsi un perfectionnement aux technologies existantes qui permet de détecter l’emballement thermique d’une batterie électrique pour aéronef. L’invention concerne une batterie électrique pour aéronef, cette batterie comportant : - un boîtier comportant un logement interne et un évent d’évacuation de gaz, et - des cellules de batterie électrique situées dans le logement du boîtier, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un système sensible à la chaleur susceptible d’être générée par les cellules dans le logement en cas de dysfonctionnement de ces cellules, ce système comportant un circuit électrique comportant des bornes d’alimentation électrique qui sont reliées à au moins un interrupteur thermosensible, cet interrupteur étant configuré pour être : - fermé lorsqu’il est soumis à une température inférieure à une valeur seuil prédéterminée, et pour être ouvert lorsqu’il est soumis à une température supérieure ou égale à cette valeur seuil, ou alternativement - ouvert lorsqu’il est soumis à une température inférieure à une valeur seuil prédéterminée, et fermé lorsqu’il est soumis à une température supérieure ou égale à cette valeur seuil. En cas de dysfonctionnement, heureusement peu fréquent, une batterie peut générer de la chaleur. La batterie selon l’invention comporte un boîtier qui est équipé d’un évent pour évacuer les gaz chauds et éviter par exemple une surpression à l’intérieur du boîtier. Dans la présente demande, on entend par « évent », un port ou un orifice destiné à laisser passer des gaz depuis l’intérieur vers l’extérieur du boîtier. Selon l’invention, la batterie comporte un système sensible à la chaleur, qui est situé à côté de l’évent, par exemple, et qui est destiné à réagir sous l’effet d’une augmentation anormale de chaleur. Ce système est du type à interrupteur et fonctionne en tout ou rien. Il comprend un interrupteur thermosensible qui est fermé (ou ouvert) par défaut et lorsqu’il est soumis à une température inférieure à une valeur seuil prédéterminée, et s’ouvre (ou se ferme) lorsqu’il est soumis à une température supérieure à cette valeur seuil. Cette valeur seuil est déterminée pour révéler un cas d’emballement thermique de la batterie. La batterie selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres, ou en combinaison les unes avec les autres : - l’interrupteur thermosensible est non réversible et est configuré pour rester ouvert après son ouverture, ou alternativement fermé après sa fermeture, même si la température redescend en dessous de la valeur seuil, - l’interrupteur thermosensible est un thermofusible, - l’interrupteur thermosensible est réversible et est configuré pour se refermer, après son ouverture, ou alternativement se rouvrir après sa fermeture, lorsque la température redescend en dessous de la valeur seuil, - l’interrupteur thermosensible est un interrupteur thermique, - ledit système est situé au niveau ou à côté dudit évent, - la valeur seuil est comprise entre 100 et 200°C, - la batterie comprend un unique interrupteur thermosensible, - la batterie comprend en outre un dispositif de surveillance, ce dispositif comportant un premier module d’alimentation électrique dudit circuit, un deuxième module de détection d’une ouverture dudit circuit, et un troisième module d’émission d’un signal lorsque le circuit est ouvert. - le dispositif de surveillance est intégré dans le boîtier, - le dispositif de surveillance est déporté par rapport au boîtier, - le dispositif de surveillance fait partie d’un dispositif de gestion de la batterie. La présente invention concerne également un ensemble de batteries, comportant plusieurs batteries telles que décrites ci-dessus, dans lequel les circuits des batteries sont reliés indépendamment les uns aux autres audit dispositif de gestion en vue de l’alimentation électrique de ces circuits, ce dispositif de gestion étant configuré pour détecter un emballement thermique de l’une de ces batteries et pour l’isoler électriquement des autres batteries en coupant l’alimentation électrique du circuit de cette batterie par l’intermédiaire dudit premier module. La présente invention concerne encore un ensemble de batteries, comportant plusieurs batteries telles que décrites ci-dessus, dans lequel les circuits des batteries sont reliés en série audit dispositif de gestion en vue de l’alimentation électrique de ces circuits, ce dispositif de gestion étant configuré pour détecter un emballement thermique de l’une de ces batteries et pour isoler électriquement toutes les batteries en coupant l’alimentation électrique du circuit de chacune de ces batteries par l’intermédiaire dudit premier module. La présente invention concerne également un aéronef comportant au moins une batterie telle que décrite ci-dessus. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d’un mode de réalisation non limitatif de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels : la est une vue très schématique en perspective d’une batterie électrique pour aéronef selon un mode de réalisation de l’invention, la est une vue schématique d’un ensemble de batteries dont les circuits sont reliés ensemble et à un dispositif commun de gestion des batteries ; la est une vue schématique d’un ensemble de batteries dont les circuits sont reliés indépendamment à un dispositif commun de gestion des batteries ; et la est un organigramme illustrant plusieurs étapes d’un procédé de détection d’un emballement thermique d’une batterie selon l’invention. Batterie électrique (10) pour aéronef, cette batterie (10) comportant : - un boîtier (12) comportant un logement interne (14) et un évent (18) d’évacuation de gaz, et - des cellules (16) de batterie électrique situées dans le logement (14) du boîtier (12), caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un système (20) sensible à la chaleur (38) susceptible d’être générée par les cellules (16) dans le logement (14) en cas de dysfonctionnement de ces cellules, ce système (20) comportant un circuit électrique (22) comportant des bornes (24) d’alimentation électrique qui sont reliées à au moins un interrupteur thermosensible (26), cet interrupteur (26) étant configuré pour être : - fermé lorsqu’il est soumis à une température inférieure à une valeur seuil prédéterminée, et ouvert lorsqu’il est soumis à une température supérieure ou égale à cette valeur seuil, ou alternativement - ouvert lorsqu’il est soumis à une température inférieure à une valeur seuil prédéterminée, et fermé lorsqu’il est soumis à une température supérieure ou égale à cette valeur seuil. Batterie (10) selon la revendication 1, dans laquelle l’interrupteur thermosensible (26) est non réversible et est configuré pour rester ouvert après son ouverture, ou alternativement fermé après sa fermeture, même si la température redescend en dessous de la valeur seuil. Batterie (10) selon la revendication 2, dans laquelle l’interrupteur thermosensible (26) est un thermofusible. Batterie (10) selon la revendication 1, dans laquelle l’interrupteur thermosensible (26) est réversible et est configuré pour se refermer après son ouverture, ou alternativement se rouvrir après sa fermeture, lorsque la température redescend en dessous de la valeur seuil. Batterie (10) selon la revendication 4, dans laquelle l’interrupteur thermosensible (26) est un interrupteur thermique. Batterie (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit système (20) est situé au niveau ou à côté dudit évent (18). Batterie (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la valeur seuil est comprise entre 100 et 200°C. Batterie (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle elle comprend un unique interrupteur thermosensible (26). Batterie (10) selon l’une des revendications indépendantes, dans laquelle elle comprend en outre un dispositif de surveillance (46), ce dispositif (46) comportant un premier module (48) d’alimentation électrique dudit circuit (22), un deuxième module (50) de détection d’une ouverture dudit circuit (22), et un troisième module (52) d’émission d’un signal lorsque le circuit (22) est ouvert. Batterie (10) selon la revendication 9, dans lequel le dispositif de surveillance (46) est intégré dans le boîtier (12). Batterie (10) selon la revendication 9, dans lequel le dispositif de surveillance (46) est déporté par rapport au boîtier (12). Batterie (10) selon l’une des revendications 9 à 11, dans lequel le dispositif de surveillance (46) fait partie d’un dispositif (54) de gestion de la batterie. Ensemble de batteries, comportant plusieurs batteries (10) selon la revendication 12, dans lequel les circuits (22) des batteries sont reliés indépendamment les uns aux autres audit dispositif de gestion (54) en vue de l’alimentation électrique de ces circuits (22), ce dispositif de gestion étant configuré pour détecter un emballement thermique de l’une de ces batteries et pour l’isoler électriquement des autres batteries en coupant l’alimentation électrique du circuit (22) de cette batterie par l’intermédiaire dudit premier module (48). Ensemble de batteries, comportant plusieurs batteries (10) selon la revendication 12, dans lequel les circuits (22) des batteries sont reliés en série audit dispositif de gestion (54) en vue de l’alimentation électrique de ces circuits (22), ce dispositif de gestion étant configuré pour détecter un emballement thermique de l’une de ces batteries et pour isoler électriquement toutes les batteries en coupant l’alimentation électrique du circuit (22) de chacune de ces batteries par l’intermédiaire dudit premier module (48). Aéronef, comportant au moins une batterie (10) selon l’une des revendications 1 à 12 ou au moins un ensemble de batteries selon la revendication 13 ou 14.