Brevet FR3150906A1 — publié le 20250110

Système de contrôle d’emballement thermique d’un dispositif de stockage électrique notamment pour véhicule L’invention concerne un système de contrôle d’emballement thermique (100, 200) d’un dispositif de stockage électrique (1) notamment pour véhicule, par exemple automobile, comprenant un boîtier (2) configuré pour recevoir le dispositif de stockage électrique (1) au sein d’un premier compartiment (3) du boîtier (2), caractérisé en ce que le système de contrôle d’emballement thermique (100, 200) comprend un réservoir (4) comprenant une substance de contrôle d’emballement thermique et en ce que le réservoir (4) est disposé en dehors du premier compartiment (3). [Figure 1] Système de contrôle d’emballement thermique d’un dispositif de stockage électrique notamment pour véhicule La présente invention se rapporte au domaine de la thermodynamique et concerne plus précisément un système de régulation thermique pour véhicule notamment automobile d’un dispositif de stockage électrique. Un dispositif de stockage électrique présente un risque d’emballement thermique pouvant notamment causer un départ de feu. Afin de réduire la propagation du feu à l’ensemble des cellules d’un pack batterie, il est connu de compartimenter les cellules en différents compartiments, chaque bloc de cellules étant séparé d’un autre bloc par une paroi pare-feu généralement faite d’un matériau ignifuge. Ces parois permettant de circonscrire le feu à seulement une partie des cellules électriques. Cependant, ces parois pare-feu prennent de la place dans le pack batterie et réduisent ainsi la densité énergétique de la batterie. Ces retardateurs de feu présentent également l’inconvénient de réduire les surfaces disponibles pour la régulation thermique des cellules électriques. La présente invention vise au moins partiellement à remédier aux inconvénients précédemment exposés et a pour objet un système de contrôle d’emballement thermique d’un dispositif de stockage électrique notamment pour véhicule, par exemple automobile, comprenant un boîtier configuré pour recevoir le dispositif de stockage électrique au sein d’un premier compartiment du boîtier, caractérisé en ce que le système de contrôle d’emballement thermique comprend un réservoir comprenant une substance de contrôle d’emballement thermique et en ce que le réservoir est disposé en dehors du premier compartiment. Ainsi, la présente invention permet au dispositif de stockage électrique disposé dans le premier compartiment du boîtier d’être séparé du stockage de la substance de contrôle d’emballement thermique. Ceci permet donc une optimisation de la densité énergétique du dispositif de stockage électrique et permet aussi de ne pas occuper des surfaces du dispositif de stockage électrique afin de les rendre disponible à un dispositif de régulation thermique. Selon l’un des aspects de l’invention, la substance de contrôle d’emballement thermique est configuré pour être un retardateur de feu. On comprend ainsi que le fluide diélectrique précédemment décrit ne peut être considéré comme une substance de contrôle d’emballement thermique étant donné ses fonctions d’échange thermique et caloporteur qui sont des fonctions contraires à un retardateur de feu. Selon l’un des aspects de l’invention, la substance de contrôle d’emballement thermique est une substance dont les caractéristiques principales sont d’être difficilement inflammable préférentiellement non inflammable, voir encore préférentiellement incombustible. Selon l’un des aspects de l’invention, la substance de contrôle d’emballement thermique est un moyen pour éviter ou ralentir la propagation de feu du dispositif de stockage électrique. Selon l’un des aspects de l’invention, la substance de contrôle d’emballement thermique comprend un matériau classé entre M0 et M2 de la norme NF P. 92.507, de préférence entre M0 et M1 et encore préférentiellement classé M0. Selon l’un des aspects de l’invention, la substance de contrôle d’emballement thermique peut être un liquide, un gaz ou un solide dispersible sous forme par exemple de poudre. Selon l’un des aspects de l’invention et selon un premier mode de réalisation de l’invention, le réservoir forme un deuxième compartiment du boîtier. Selon l’un des aspects de l’invention, le deuxième compartiment du boîtier est accolé au premier compartiment par une paroi séparatrice. Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi séparatrice forme au moins en partie une face supérieure du premier compartiment. Selon l’un des aspects de l’invention et de façon alternative, la paroi séparatrice forme au moins en partie une face inférieure du premier compartiment. Selon l’un des aspects de l’invention et de façon encore alternative, la paroi séparatrice forme au moins en partie une face latérale du premier compartiment. Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi séparatrice comprend des moyens de distribution de la substance de contrôle d’emballement thermique. Selon l’un des aspects de l’invention, les moyens de distribution sont par exemple des opercules sensibles à la chaleur et recouvrant des ouvertures fermées hermétiquement pour une température inférieure à une valeur seuil comprise entre 80°C et 100°C et ne recouvrant plus les ouvertures pour une température comprise entre 80°C et 100°C. Les ouvertures et les opercules peuvent être de toute formes possibles, à savoir rectangulaire, oblongues, circulaires etc. Selon l’un des aspects de l’invention, le deuxième compartiment comprend une pluralité de divisions, chacune des divisions comprend au moins un des moyens de distribution de la substance de contrôle d’emballement thermique. Ce qui présente l’avantage de cibler une partie du dispositif de stockage où un emballement thermique a lieu plutôt qu’une autre partie encore stable thermiquement. Selon l’un des aspects de l’invention et selon un second mode de réalisation de l’invention, le système de contrôle d’emballement thermique d’un dispositif de stockage électrique comprend au moins une buse de distribution de la substance de contrôle d’emballement thermique dans le premier compartiment et un contrôleur configuré pour commander grâce à une mesure de la température du dispositif de stockage électrique une distribution de la substance de contrôle d’emballement thermique. Selon l’un des aspects de l’invention, le contrôleur peut être un système de gestion optimisée de la batterie ou « BMS » (acronyme anglais pour « Battery Management System »). De façon alternative, le contrôleur peut être l’ordinateur de bord du véhicule. Selon l’un des aspects de l’invention, le réservoir est sous pression de façon à relâcher la substance de contrôle d’emballement thermique dans le premier compartiment du boîtier par simple relâchement de pression par l’au moins une buse. Selon l’un des aspects de l’invention, le système de contrôle d’emballement thermique d’un dispositif de stockage électrique comprend une pompe adaptée à faire circuler la substance de contrôle d’emballement thermique du réservoir à l’au moins une buse. L’invention a également pour objet un ensemble notamment pour véhicule, par exemple automobile, comprenant un système de contrôle d’emballement thermique d’un dispositif de stockage électrique tel que précédemment décrit et un dispositif de régulation thermique dudit dispositif de stockage électrique. Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de régulation thermique du dispositif de stockage électrique comprend une plaque d’échange thermique configurée pour échanger thermiquement avec le dispositif de stockage électrique par conduction. Selon l’un des aspects de l’invention, ladite plaque d’échange thermique peut être disposé à l’intérieur du premier compartiment ou former une partie du boîtier. Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de régulation thermique du dispositif de stockage électrique comprend de façon alternative au moins un gicleur configuré pour distribuer du fluide diélectrique dans le premier compartiment afin de réguler thermiquement ledit dispositif de stockage électrique. Avec ce type de moyens d’échange thermique, il est possible d’utiliser l’au moins un gicleur également pour distribuer la substance de contrôle d’emballement thermique. Ainsi, le réservoir de substance de contrôle d’emballement thermique est raccordé à l’au moins un gicleur et une vanne commandée par le contrôleur permet la mise en circulation au sein du dispositif de régulation thermique de la substance de contrôle d’emballement thermique. Dans le cas d’une pluralité de gicleurs, il est possible de cibler spécifiquement une zone du premier compartiment qui doit faire l’objet du contrôle d’emballement thermique. Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de stockage électrique peut être au moins partiellement immergé dans du fluide diélectrique. L’immersion partielle peut être combinée avec l’au moins un gicleur précédemment décrit ou l’immersion du dispositif de stockage électrique peut être total et alors prévu sans gicleur. Selon l’un des aspects de l’invention, le premier dispositif de stockage électrique est un ensemble de cellule de stockage électrique, par exemple de type prismatique, cylindrique ou en poche. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels : est une vue schématique d’un système de contrôle d’emballement thermique d’un dispositif de stockage électrique selon un premier mode de réalisation de l’invention ; est une vue schématique d’un ensemble comprenant un système de contrôle d’emballement thermique d’un dispositif de stockage électrique selon un second mode de réalisation de l’invention et un dispositif de régulation thermique ; est une vue schématique d’un ensemble comprenant un système de contrôle d’emballement thermique d’un dispositif de stockage électrique selon une variante du second mode de réalisation de l’invention de la et un dispositif de régulation thermique. Il faut tout d’abord noter que si les figures exposent l’invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, ces figures peuvent bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Il est également à noter que ces figures n’exposent que quelques exemples de réalisation de l’invention. Description détaillée Les figures 1 à 3 illustrent un système de contrôle d’emballement thermique 100, 200 selon l’invention d’un dispositif de stockage électrique 1 notamment pour véhicule, par exemple automobile, comprenant un boîtier 2 configuré pour recevoir le dispositif de stockage électrique 1 au sein d’un premier compartiment 3 du boîtier 2, caractérisé en ce que le système de contrôle d’emballement thermique 100, 200 comprend un réservoir 4 comprenant une substance de contrôle d’emballement thermique et en ce que le réservoir 4 est disposé en dehors du premier compartiment 3. La substance de contrôle d’emballement thermique est configuré pour être un retardateur de feu. On comprend ainsi que le fluide diélectrique précédemment décrit ne peut être considéré comme une substance de contrôle d’emballement thermique étant donné ses fonctions d’échange thermique et caloporteur qui sont des fonctions contraires à un retardateur de feu. La substance de contrôle d’emballement thermique est une substance dont les caractéristiques principales sont d’être difficilement inflammable préférentiellement non inflammable, voir encore préférentiellement incombustible. La substance de contrôle d’emballement thermique est un moyen pour éviter ou ralentir la propagation de feu du dispositif de stockage électrique 1. La substance de contrôle d’emballement thermique comprend un matériau classé entre M0 et M2 de la norme NF P. 92.507, de préférence entre M0 et M1 et encore préférentiellement classé M0. La substance de contrôle d’emballement thermique peut être un liquide, un gaz ou un solide dispersible sous forme par exemple de poudre. La illustre un premier mode de réalisation de l’invention dans lequel le réservoir 4 du système de contrôle d’emballement thermique 100 forme un deuxième compartiment 5 du boîtier 2. Le deuxième compartiment 5 du boîtier 2 est accolé au premier compartiment 3 par une paroi séparatrice 6. La paroi séparatrice 6 forme au moins en partie une face supérieure du premier compartiment 3, tel qu’illustré à la . De façon alternative et non illustrée, la paroi séparatrice 6 forme au moins en partie une face inférieure du premier compartiment 3. De manière encore alternative et non illustrée, la paroi séparatrice 6 forme au moins en partie une face latérale du premier compartiment 3. La paroi séparatrice 6 comprend des moyens de distribution 7 de la substance de contrôle d’emballement thermique. Les moyens de distribution 7 sont par exemple des opercules sensibles à la chaleur et recouvrant des ouvertures 8 fermées hermétiquement pour une température inférieure à une valeur seuil comprise entre 80°C et 100°C et ne recouvrant plus les ouvertures 8 pour une température comprise entre 80°C et 100°C. Les ouvertures 8 et les opercules peuvent être de toute formes possibles, à savoir rectangulaire, oblongues, circulaires etc. Le deuxième compartiment 5 comprend une pluralité de divisions 9, chacune des divisions 9 comprend au moins un des moyens de distribution 7 de la substance de contrôle d’emballement thermique. Ce qui présente l’avantage de cibler une partie du dispositif de stockage 1 où un emballement thermique a lieu plutôt qu’une autre partie encore stable thermiquement. Les figures 2 et 3 illustrent un second mode de réalisation de l’invention dans lequel le système de contrôle d’emballement thermique 200 d’un dispositif de stockage électrique 1 comprend au moins une buse de distribution 10 de la substance de contrôle d’emballement thermique dans le premier compartiment 3 et un contrôleur 11 configuré pour commander grâce à une mesure de la température du dispositif de stockage électrique 1 une distribution de la substance de contrôle d’emballement thermique. Le contrôleur 11 peut être un système de gestion optimisée de la batterie ou « BMS » (acronyme anglais pour « Battery Management System »). De façon alternative, le contrôleur 11 peut être l’ordinateur de bord du véhicule. Le réservoir 4 est sous pression de façon à relâcher la substance de contrôle d’emballement thermique dans le premier compartiment 3 du boîtier 2 par simple relâchement de pression par l’au moins une buse 10. Le système de contrôle d’emballement thermique 200 d’un dispositif de stockage électrique 1 comprend une pompe 12 adaptée à faire circuler la substance de contrôle d’emballement thermique du réservoir 4 à l’au moins une buse 10. Les figures 2 et 3 illustrent un ensemble 300 notamment pour véhicule, par exemple automobile, comprenant un système de contrôle d’emballement thermique 200 d’un dispositif de stockage électrique 1 tel que précédemment décrit et un dispositif de régulation thermique 400 dudit dispositif de stockage électrique 1. Bien que dans la aucun dispositif de régulation thermique ne soit illustré, il n’en demeure pas moins que le premier mode de réalisation peut comprendre tout type de dispositif de régulation thermique connus de l’homme du métier pris seuls. La illustre un exemple de réalisation du second mode de réalisation de l’invention dans lequel le dispositif de régulation thermique 400 du dispositif de stockage électrique 1 comprend une plaque d’échange thermique 13 configurée pour échanger thermiquement avec le dispositif de stockage électrique 1 par conduction. Ladite plaque d’échange thermique 13 peut être disposé à l’intérieur du premier compartiment 3 ou former une partie du boîtier 2. La illustre un exemple de réalisation du second mode de réalisation de l’invention dans lequel le dispositif de régulation thermique 400 du dispositif de stockage électrique 1 comprend de façon alternative au moins un gicleur 13 configuré pour distribuer du fluide diélectrique dans le premier compartiment 3 afin de réguler thermiquement ledit dispositif de stockage électrique 1. Avec ce type de moyens d’échange thermique, il est possible d’utiliser l’au moins un gicleur 13 également pour distribuer la substance de contrôle d’emballement thermique. Ainsi, le réservoir 4 de substance de contrôle d’emballement thermique est raccordé à l’au moins un gicleur 13 et une vanne 14 commandée par le contrôleur 11 permet la mise en circulation au sein du dispositif de régulation thermique 400 de la substance de contrôle d’emballement thermique. Dans le cas d’une pluralité de gicleurs 13, il est possible de cibler spécifiquement une zone du premier compartiment 3 qui doit faire l’objet du contrôle d’emballement thermique. Le dispositif de stockage électrique 1 peut être au moins partiellement immergé dans du fluide diélectrique. L’immersion partielle peut être combinée avec l’au moins un gicleur 13 précédemment décrit ou l’immersion du dispositif de stockage électrique 1 peut être total et alors prévu sans gicleur. Il convient de noter que le premier dispositif de stockage électrique 1 présenter schématiquement aux figures 1 à 3, et donc pour les deux modes de réalisation de l’invention, peut être un ensemble de cellule de stockage électrique, par exemple de type prismatique, cylindrique ou en poche. Système de contrôle d’emballement thermique (100, 200) d’un dispositif de stockage électrique (1) notamment pour véhicule, par exemple automobile, comprenant un boîtier (2) configuré pour recevoir le dispositif de stockage électrique (1) au sein d’un premier compartiment (3) du boîtier (2), caractérisé en ce que le système de contrôle d’emballement thermique (100, 200) comprend un réservoir (4) comprenant une substance de contrôle d’emballement thermique et en ce que le réservoir (4) est disposé en dehors du premier compartiment (3). Système de contrôle d’emballement thermique (100, 200) selon la revendication précédente, dans lequel la substance de contrôle d’emballement thermique est configuré pour être un retardateur de feu. Système de contrôle d’emballement thermique (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le réservoir (4) forme un deuxième compartiment (5) du boîtier (2). Système de contrôle d’emballement thermique (100) selon la revendication précédente, dans lequel le deuxième compartiment (5) du boîtier (2) est accolé au premier compartiment (3) par une paroi séparatrice (6). Système de contrôle d’emballement thermique (100) selon la revendication précédente, dans lequel la paroi séparatrice (6) comprend des moyens de distribution (7) de la substance de contrôle d’emballement thermique. Système de contrôle d’emballement thermique (100) selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de distribution (7) sont des opercules sensibles à la chaleur et recouvrant des ouvertures (8) fermées hermétiquement pour une température inférieure à une valeur seuil comprise entre 80°C et 100°C et ne recouvrant plus les ouvertures (8) pour une température comprise entre 80°C et 100°C. Système de contrôle d’emballement thermique (100) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel Le deuxième compartiment (5) comprend une pluralité de divisions (9), chacune des divisions (9) comprend au moins un des moyens de distribution (7) de la substance de contrôle d’emballement thermique. Système de contrôle d’emballement thermique (200) selon la revendication 1 ou 2, ledit système (200) comprenant au moins une buse de distribution (10) de la substance de contrôle d’emballement thermique dans le premier compartiment (3) et un contrôleur (11) configuré pour commander grâce à une mesure de la température du dispositif de stockage électrique (1) une distribution de la substance de contrôle d’emballement thermique. Système de contrôle d’emballement thermique (200) selon la revendication précédente, ledit système (200) comprenant une pompe (12) adaptée à faire circuler la substance de contrôle d’emballement thermique du réservoir (4) à l’au moins une buse (10). Ensemble (300) notamment pour véhicule, par exemple automobile, comprenant un système de contrôle d’emballement thermique (100, 200) d’un dispositif de stockage électrique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 et un dispositif de régulation thermique (400) dudit dispositif de stockage électrique (1).