Brevet FR3147435A1 — publié le 20241004

L’invention concerne un couvercle (1) pour une batterie (500) d’engin de mobilité agencé pour être installé entre la batterie et un habitacle de l’engin de mobilité, ledit couvercle comportant au moins un premier conduit (2’) de circulation d’air muni d’un volet d'obturation (3), déplaçable entre une position ouverte et une position fermée. L’invention concerne également un boitier (100) de batterie comportant un tel couvercle ainsi qu’un ensemble (900) pour d’engin de mobilité. FIGURE 1 Couvercle pour batterie d’engin de mobilité La présente demande concerne le domaine des batteries d’engin de mobilité , en particulier d’engins de mobilité comportant un moteur électrique et au moins une roue. La présente invention s’intéresse aux batteries utilisées dans un véhicule électrique, un véhicule électrique hybride ou un véhicule électrique hybride rechargeable. Suivant la généralisation de la mobilité électrique ou hybride, combinant notamment propulsion électrique et thermique, il est nécessaire de contrôler la capacité, l’efficacité, la durée de vie ainsi que la sécurité des batteries utilisées. En cas de problème thermique de la batterie, par exemple un court-circuit interne ou externe, il est connu qu’il se produit un phénomène de ventilation. Cela pose un problème en particulier pour une batterie refroidie par air, car les gaz émis alors peuvent se mélanger au circuit de refroidissement, voire risquent d’atteindre l’habitacle. En cas de surchauffe ou d'incendie de la batterie, il est nécessaire d’empêcher les gaz toxiques, voire les flammes de pénétrer dans l’habitacle et tout au moins de retarder leur propagation et laisser ainsi aux occupants éventuels le temps de quitter l’habitacle et se mettre en sécurité. Dans les solutions actuellement connues le flux d'air vers l’habitacle est généralement bloqué par une vanne dans un fonctionnement passif. Sous l’effet d’une dépression provoquée par le système de ventilation la vanne est ouverte. Elle se ferme par l’action de gaz en provenance de la batterie. Ces solutions ont pour inconvénient d’entraîner des pertes d'énergie. En outre, la force de fermeture de la vanne n'est pas très élevée. Ces solutions demandent un compromis entre les pertes de débit d'air et l'étanchéité de la vanne. Il existe un besoin pour perfectionner la sécurité des batteries. Pour répondre à tout ou partie de ces besoins, l’invention selon un premier aspect a pour objet un couvercle pour une batterie d’engin de mobilité agencé pour être installé entre la batterie et un habitacle de l’engin de mobilité, ledit couvercle comportant au moins un premier conduit de circulation d’air muni d’un volet d'obturation, déplaçable entre une position ouverte et une position fermée. Le premier conduit de circulation d’air permet notamment à l’air en provenance de l’habitacle, en particulier l’air recyclé, d’être amené vers la batterie. Dans la suite de la description on utilise indifféremment les termes volet et volet d'obturation. Le volet d'obturation pivote par exemple autour d'un axe de rotation. Dans un mode de réalisation particulier, lorsque le volet est en position ouverte, le premier conduit permet à l’air de circuler de l’habitacle vers la batterie et inversement, de la batterie vers l’habitacle. Dans ce cas, le couvercle peut comporter avantageusement un système de filtration afin d’éliminer les gaz nocifs éventuellement dégagés par la batterie. Dans une variante, lorsque le volet est en position ouverte, l’air ne peut circuler que de l’habitacle vers la batterie. Dans un mode de réalisation préféré, le couvercle comporte un actionneur pour déplacer le volet entre la position ouverte et la position fermée . L’actionneur en déplaçant ainsi le volet de la position ouverte à la position fermée active l'isolement aéraulique de la batterie par rapport à l'habitacle. Le volet d'obturation est en particulier relié à un arbre de sortie de l’actionneur. L ’actionneur est par exemple agencé pour recevoir un signal en provenance d’un système de gestion de la batterie et/ou d’au moins un capteur autonome et piloter la fermeture et/ou l'ouverture du volet suite à la réception d’un signal d’évènement déclencheur. Le ou les capteurs autonomes agencés pour envoyer des signaux à l’actionneur sont notamment choisi parmi un capteur de température de la batterie, un capteur de température de l’habitacle, un capteur de température de l’air extérieur, un détecteur d'alimentation d’un ventilateur lié à la batterie, un capteur de pression d'au moins une cellule de la batterie, un capteur de tension des cellules, un capteur de courant. Dans un exemple de réalisation le système de gestion de la batterie, aussi appelé BMS, c’est-à-dire Battery Management System en anglais, envoie un signal à l’actionneur, résultat de l’analyse des paramètres mesurés par les capteurs, notamment température, tension et courant de la batterie. Par évènement déclencheur on entend dans le cadre de l’invention un changement de valeur d’au moins un paramètre lié à la batterie qui entraine le déplacement du volet d’obturation. Lorsque la batterie est à l'arrêt ou en mode recharge, le volet d’obturation est par exemple en position fermée. Lors du fonctionnement de la batterie le volet d’obturation peut être en position ouverte ou fermée selon des conditions extérieures déterminées, signalées en particulier par le système de gestion de la batterie et/ou au moins un capteur autonome. La position du volet d’obturation peut dépendre de la température à l’intérieur de l’habitacle et/ou de la température de la batterie. Elle peut dépendre du fonctionnement ou non d’un ventilateur lié à la batterie. Dans un exemple particulier, lorsqu’au démarrage de la batterie celle-ci, par son inertie thermique, est encore chaude d’une utilisation précédente et présente une température supérieure à la température de consigne de l’habitacle, le volet peut être ouvert et l’air circuler de la batterie vers l’habitable pendant une période donnée ou, dans une variante, jusqu’à ce que la température l’habitacle ait atteint une température de consigne. Le système de gestion de la batterie, aussi appelé BMS, c’est-à-dire Battery Management System en anglais, peut comporter un seuil bas et/ou un seuil haut de température correspondant à une plage préférentielle de fonctionnement de la batterie. Les valeurs de ces paramètres du système de gestion de la batterie, le seuil bas, respectivement le seuil haut, de température sont fixés à partir de critères d’efficacité de la batterie et de confort à l’intérieur de l’habitacle. Le seuil bas est par exemple égal ou voisin de 15°C et le seuil haut compris entre 30°C et 35°C. Le système de gestion de la batterie, peut comporter également un seuil d’alerte de température de la batterie au-delà duquel le volet d’obturation se déplace et reste en position fermée. Selon d’autres exemples de réalisation, en complément ou de façon alternative : lorsque la température de la batterie est strictement supérieure au seuil haut, le volet est en position ouverte et l’air circule de l’habitacle vers la batterie, sauf si la température de l’habitacle est supérieure ou égale à la température de la batterie. Dans ce dernier cas le volet est fermé. lorsque la température de la batterie et la température de l’habitacle sont comprises entre les seuils bas et haut de température, le volet est en position fermée lorsque la température de la batterie est strictement inférieure au seuil bas et strictement inférieure à la température de l’habitacle, le volet est en position ouverte. L’arrivée d’air en provenance de l’habitacle vers la batterie permet de réchauffer la batterie et d’améliorer ses performances. lorsque la température de la batterie est comprise entre les seuils bas et haut de température, c’est-à-dire que la batterie est dans sa plage de température préférentielle, et que la température de l’habitacle est strictement inférieure au seuil bas ou strictement supérieure au seuil haut de température le volet est en position ouverte et l’air circule depuis la batterie vers l’habitable. Ainsi, l’arrivée d’air en provenance de la batterie permet d’améliorer le confort de l’habitacle. Un évènement déclencheur pour envoyer un signal et provoquer le déplacement du volet d’obturation est par exemple lié à une variation du niveau de la température de la batterie et/ou de la température de l’habitacle par rapport aux seuils de température. Un autre évènement déclencheur peut être lié à la comparaison des températures de la batterie de l’habitacle. L’actionneur est notamment choisi parmi un motoréducteur, un moteur pas à pas, un système à crémaillère ou à pignon cranté, un système à organe de rappel. L’actionneur est par exemple relié à une paroi externe du premier conduit de circulation d’air. De façon préférentielle, le déplacement entre la position ouverte et la position fermée est réversible. Autrement dit, le volet est en particulier agencé pour pivoter dans le premier conduit selon deux sens de rotation entre les positions ouverte et fermée. Dans une variante le déplacement est irréversible, sauf éventuellement avec une intervention extérieure. Autrement dit, dans le cas de déplacement irréversible, une fois le volet en position fermée, le retour en position ouverte n’est possible qu’en remplaçant tout ou partie du couvercle ou tout au moins en déplaçant manuellement le volet en position ouverte. Selon les modes de réalisation, le couvercle selon l’invention peut présenter de façon alternative ou complémentaire une des caractéristiques suivantes : le couvercle comporte au moins un deuxième conduit de circulation d’air, notamment un conduit d’entrée d’air externe, et/ou au moins un troisième conduit de circulation d’air, notamment un conduit de sortie d’air, le volet est du type tambour , il peut ainsi comporter une portion de cylindre limitée par des joues latérales, le volet est un volet papillon ou un volet coulissant. le premier conduit n’est pas limité à une forme particulière. Le premier conduit peut ainsi présenter une section transversale au moins partiellement polygonale, le couvercle peut comporter une partie perforée ou grillagée pour séparer le premier conduit de l’habitable, le volet peut comporter un bord réalisé au moins en partie en matériau mou afin d’assurer une meilleure étanchéité en position fermée. Selon un autre aspect, l’invention a pour objet un boitier de batterie comportant un couvercle tel que décrit précédemment. Ledit boitier comporte notamment au moins un deuxième conduit de circulation d’air, notamment un conduit d’entrée d’air externe, et/ou au moins un troisième conduit de circulation d’air, notamment un conduit de sortie d’air . Selon les différentes variantes de l’invention, le deuxième conduit de circulation d’air et/ou le troisième conduit de circulation d’air du boitier appartiennent ou non au couvercle . Selon encore un autre aspect, l’invention a pour objet un ensemble pour engin de mobilité comportant une batterie et un couvercle ou un boitier tels que décrits précédemment. Dans un exemple particulier l’ensemble comporte en outre un ventilateur. Le fonctionnement du ventilateur peut notamment commander le déplacement du volet en position ouverte. 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 : - la illustre un ensemble pour engin de mobilité selon l’invention ; - la est une vue partielle schématique d'un couvercle selon un premier mode de réalisation de l'invention en position ouverte du volet ; - la est une vue partielle schématique du couvercle de la , le volet étant en position fermée; - la est une vue en coupe selon III-III axiale du conduit des figures 2a-2b, et - les figures 4a et 4b sont des vues schématiques d'un couvercle selon un deuxième mode de réalisation de l'invention en position ouverte du volet, respectivement position fermée. Sur ces figures, les éléments analogues portent les mêmes références. La flèche Gv montre sur les figures le sens de circulation de l’air traversant le premier conduit 2’, notamment en provenance de l’habitacle du véhicule. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou échangées pour fournir d’autres réalisations. Dans la description, on peut indexer certains objets, comme par exemple premier objet, deuxième ou troisième objet. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des objets proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un objet par rapport à un autre et on peut aisément inverser de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps. La illustre un ensemble 900 d’une batterie 500 et d’un boitier 100 logeant ladite batterie. Dans l’exemple illustré, le boitier 100 comporte un couvercle 1. Ledit couvercle 1 comporte un premier conduit 2’ de circulation d’air muni d’un volet d'obturation 3 . Le couvercle 1 comporte ici un actionneur 8, non visible sur la figure, agencé pour faire pivoter le volet d’obturation 3 autour d’un axe XX’ entre une position ouverte O et une position fermée S. Le volet 3 est représenté ici en position fermée. Le boitier 100 comporte en outre un deuxième conduit 2’’ d’entrée d’air externe et un troisième conduit 2’’’. Les flèches Gv, OUT et EXT montrent respectivement le sens de circulation de l’air en provenance de l’habitacle du véhicule dans le premier conduit 2’, en provenance de l’extérieur dans le deuxième conduit 2’’ et sortant du boitier par le troisième conduit 2’’’. Dans l’exemple illustré le boitier 100 loge également un ventilateur 40. Le ventilateur est ici situé dans le troisième conduit 2’’’. Dans l’exemple illustré les deuxième et troisième conduits 2’’ et 2’’’ ne sont pas des éléments du couvercle 1. Alternativement ou en complément, dans des variantes, non illustrées, le couvercle du boitier comporte au moins un deuxième conduit d’entrée d’air externe, et/ou au moins un troisième conduit de sortie d’air. Dans des exemples particuliers non illustrés le deuxième conduit 2’’ d’entrée d’air externe et/ou troisième conduit 2’’’ comporte également un volet 3 déplaçable entre une position ouverte et une position fermée. Les figures 2a et 2b illustrent un premier conduit 2’ d’un couvercle 1 selon un exemple de réalisation de l'invention. Le couvercle 1 présente une partie tubulaire 2, ici de section transversale polygonale, définissant un premier conduit 2’ dans lequel un volet d’obturation 3 est monté articulé autour d’un axe X-X’ pour se déplacer sur une course angulaire prédéterminée selon deux sens de rotation. La course angulaire du volet 3 s'étend par exemple entre des butées 4, 5 pour définir respectivement une position d'ouverture O dans laquelle le volet 3 libère le passage de l'air dans le premier conduit 2’ et une position fermée S dans laquelle le volet 3 obstrue le passage de l'air dans le premier conduit 2’. La correspond à une vue en coupe selon III – III du premier conduit 2’ des figures 2a et 2b, le volet étant dans une position intermédiaire entre la position ouverte O et la position fermée S. Comme illustré sur la , le volet 3 est relié à un arbre de sortie 7 d'un actionneur 8. L'actionneur 8 est par exemple un moteur électrique pas-à-pas ou à courant continu de petite taille. L’actionneur 8 est fixé extérieurement sur une paroi latérale extérieure 12 du premier conduit 2’. L’actionneur 8 est en outre ici agencé pour recevoir un signal 10 en provenance d’un système de gestion de la batterie -non représenté- et/ou d’un capteur autonome -non représenté. L’actionneur commande la position fermée S du volet 3 suite à la réception d’un signal 10 de détection d’évènement déclencheur. Le volet 3 illustré comporte une partie centrale 13 articulée selon l’axe XX’ et deux parties latérales pour bloquer le passage de l’air. Le déplacement entre la position ouverte O et la position fermée (S) est ici réversible. Ainsi en fonction du signal 10 reçu, l ’ actionneur 8 peut commander le déplacement du volet 3 de la position fermée S à la position ouverte O . Les figures 4a et 4b illustrent un autre exemple de premier conduit 2’ d’un couvercle 1 selon l'invention. Le couvercle 1 comporte un actionneur 8, ici un système à organe de rappel, pour déplacer le volet 3 à l’intérieur du premier conduit 2’ de circulation d’air, entre une position ouverte O et une position fermée S . Sur la le volet d’obturation 3 est maintenu dans la position ouverte O. L’actionneur 8 comporte un organe de rappel –ici un ressort- et un verrou de blocage maintenant le ressort en position tendue. Comme le montre la double flèche Gv, l’air circule librement dans le premier conduit 2’, dans les deux sens, c’est-à-dire depuis l’habitacle de l’engin de mobilité vers la batterie et inversement. Lorsque survient un évènement déclencheur, le verrou est débloqué, libérant l’organe de rappel 18 qui ferme alors le volet d’obturation 3 et le maintient en position fermée. La figures 4b illustre cette position fermée dans laquelle l’air ne peut plus circuler entre l’habitacle de l’engin de mobilité et la batterie. En particulier le volet 3 empêche d’éventuelles fumées nocives ou de l’air brulant, voire des flammes, d’atteindre l’habitacle. Le déplacement entre la position ouverte O et la position fermée S est ici irréversible. Une intervention extérieure est nécessaire pour replacer l’organe de rappel 18 en position verrouillée, voire remplacer le verrou. Dans les exemples illustrés schématiquement, le couvercle et le boitier des exemples illustrés sont en matière thermoplastique ayant une épaisseur de quelques millimètres. Le couvercle et le boitier selon l’invention ne sont pas limités à un matériau particulier. Tout matériau connu de l’homme du métier dans le domaine des couvercle ou boitier pour batterie d’engin de mobilité peut être utilisé dans le cadre de l’invention. En particulier le couvercle et ou le boitier peuvent comporter des éléments réalisés dans des matériaux différents. Couvercle (1) pour une batterie (500) d’engin de mobilité agencé pour être installé entre la batterie et un habitacle de l’engin de mobilité, ledit couvercle comportant au moins un premier conduit (2’) de circulation d’air muni d’un volet d'obturation (3), déplaçable entre une position ouverte ( O ) et une position fermée (S) . Couvercle selon la revendication 1, comportant un actionneur (8) pour déplacer le volet (3) entre la position ouverte ( O ) et la position fermée (S) . Couvercle selon la revendication précédente, l’actionneur étant agencé pour recevoir un signal en provenance d’un système de gestion de la batterie et/ou d’un capteur autonome et piloter la fermeture et/ou l'ouverture du volet suite à la réception d’un signal d’évènement déclencheur. Couvercle selon l’une quelconque des revendications précédentes, le déplacement entre la position ouverte (O) et la position fermée (S) étant réversible. Couvercle selon l’une quelconque des revendications précédentes, le couvercle comportant au moins un deuxième conduit (2’’) de circulation d’air, notamment un conduit d’entrée d’air externe, et/ou au moins un troisième conduit (2’’’) de circulation d’air, notamment un conduit de sortie d’air. Couvercle selon l’une quelconque des revendications précédentes, le volet (3) étant du type tambour ou un volet papillon ou un volet coulissant. Couvercle selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, l’actionneur étant choisi parmi un motoréducteur, un moteur pas à pas, un système à crémaillère ou à pignon cranté, un système à organe de rappel. Couvercle selon l’une quelconque des revendications 2 à 7, dans lequel l'actionneur (28) est relié à une paroi externe (11) du premier conduit de circulation d’air (2’). Boitier (100) de batterie comportant un couvercle (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, ledit boitier comportant notamment au moins un deuxième conduit (2’’) de circulation d’air, notamment un conduit d’entrée d’air externe, et/ou au moins un troisième conduit (2’’’) de circulation d’air, notamment un conduit de sortie d’air . Ensemble (900) pour engin de mobilité comportant une batterie (500) et un couvercle (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 ou un boitier (100) selon la revendication 9.