Brevet FR3149433A1 — publié le 20241206

L’invention concerne un pack batterie comprenant des cellules de batterie (C) agencées les unes à côté des autres, comprenant des espaceurs entre les cellules de batterie (C), les espaceurs comprennent, chacun : - une partie supérieure (S) comportant un matériau poreux notamment élastique ; et - une partie inférieure (I) formant une cloison étanche, disposée en dessous de la partie supérieure (S). L’invention concerne également un véhicule et procédé de fabrication sur la base d’un tel pack batterie. Figure de l’abrégé : Fig. 1 PACK BATTERIE COMPRENANT DES CELLULES DE BATTERIE SEPAREES PAR DES ESPACEURS COMPORTANT UNE CLOISON INFERIEURE, VEHICULE ET PROCEDE SUR LA BASE D’UN TEL PACK BATTERIE L'invention concerne le domaine des systèmes de refroidissement de cellules de batterie de véhicule automobile, en particulier des systèmes de refroidissement par aspersion d’un fluide diélectrique. Le montage d’un pack batterie implique la mise en place de cellules de batterie les unes à côté des autres. Dans leur agencement, les cellules peuvent être séparées par des espaceurs pour en faciliter le refroidissement (et résister aux contraintes mécaniques). Les demandeurs ont proposé un agencement de pack batterie incluant des buses B d’aspersion d’un fluide diélectrique F sur les cellules C, et un bain partiel de fluide diélectrique F dans le fond du pack batterie. Il s’agit d’une solution technique de refroidissement par aspersion (ou « spray cooling » en langue anglaise). Malheureusement, les espaceurs de l’art antérieur ne sont pas pleinement satisfaisants car ces packs batterie subissent des dispersions et le fluide subit des ballottements au sein du pack, ce qui engendre une désactivation d’une pompe d’actionnement du fluide. Un objectif de la présente invention est de remédier aux défauts de l’art antérieur, et notamment de proposer une solution limitant les ballottements dans le pack batterie ; et facilitant le montage malgré les problèmes de jeux et de dispersions entre les cellules du pack batterie. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un pack batterie comprenant des cellules de batterie agencées les unes à côté des autres dans un repère dans l’espace comprenant un axe latéral suivant une direction latérale des cellules de batterie, et un axe vertical perpendiculaire à l’axe latéral, le pack batterie comprenant des espaceurs entre les cellules de batterie, caractérisé en ce que les espaceurs comprennent, chacun : - une partie supérieure en référence à l’axe vertical, comportant au moins un matériau poreux , notamment élastique ; et - une partie inférieure formant une cloison étanche, disposée en dessous de la partie supérieure en référence à l’axe vertical. Avantageusement, l’invention propose d’ajouter une fonction anti-ballottement sur les espaceurs. L’intérêt est de proposer une solution permettant de monter des modules de cellules et de s’affranchir des problématiques de jeux/dispersions entre les cellules au sein du pack batterie. La solution concerne un espaceur en deux parties permettant de répondre à la fois aux fonctions classiques d’un espaceur mais également à la fonction anti-ballottement qui intervient dans le cadre du projet refroidissement par aspersion. Selon une variante, la partie inférieure comprend une bande métallique étanche. Cela permet d’avoir une structure d’espaceur solide tout en limitant les ballottements de fluide entre les cellules. Selon une variante, partie inférieure comprend une bande métallique soudée. Cela permet de fixer facilement la partie inférieure aux cellules ou modules lors du montage du pack batterie. Selon une variante, le pack batterie comprend un fluide de refroidissement immergeant une partie basse des cellules de batterie en référence à l’axe vertical, et la partie inférieure présente une hauteur supérieure à celle de du fluide de refroidissement. Cela permet de contenir le fluide et ne pas avoir ou de limiter les débordements au-dessus des cloisons formées par les parties inférieures. L’invention concerne en outre un véhicule automobile comprenant un pack batterie selon l’invention. Un autre objet de l’invention concerne un procédé de fabrication d’un pack batterie selon l’invention, le procédé de fabrication comprenant des étapes de mise en place des espaceurs entre les cellules de batterie, de sorte que la partie supérieure soit disposée au-dessus de la partie inférieure en référence à l’axe vertical. Selon une variante, la partie inférieure est mise en forme par soudage ou collage. L'invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base de la qui illustre schématiquement une vue de face d’un agencement de pack batterie selon une variante préférée de l’invention. L'invention concerne un pack batterie convenant à une solution de refroidissement par aspersion (ou « spray cooling » en langue anglaise), illustrée en . Cette solution est une innovation qui propose d’utiliser des aspersions de fluide diélectrique F pour refroidir et contrôler la température des cellules d’un pack batterie. Le fluide F est envoyé en aspersion sur le haut des cellules C et coule ensuite le long des grandes faces des cellules C principalement, afin de rejoindre une immersion partielle en fond de pack. L’ordre de grandeur de l’immersion partielle est d’environ 5 à 30% de la hauteur des cellules C. Le fluide F sortant du pack batterie entre dans une boucle froide externe au pack batterie dans laquelle ce fluide F sera refroidi via un échangeur. Le fluide F est distribué dans cette boucle froide via une pompe (non illustrée) qui risque de se désamorcer si le circuit n’est pas totalement rempli de fluide F. Or le pack batterie, solidairement lié au véhicule, subit des inclinaisons, accélérations qui pourraient désamorcer cette pompe. Afin de mieux comprendre les phénomènes mis en jeu lors des accélérations, nous avons simulé le ballottement du fluide en fond du pack batterie. Cette simulation montre que dans certaines circonstances, l’orifice de collecte du fluide F ne sera plus immergé et pourrait conduire au désamorçage de la pompe. Ainsi, pour limiter ce risque, nous proposons d’ajouter des cloisons anti-ballotement en dessous des espaceurs. Ainsi, les inventeurs ont proposé un pack batterie avec un nouvel agencement. Le pack batterie P comprend des cellules de batterie C agencées les unes à côté des autres dans un repère dans l’espace comprenant un axe latéral Y suivant une direction latérale des cellules de batterie C, et un axe vertical Z perpendiculaire à l’axe latéral Y Le pack batterie proposé comprend des espaceurs E spécifiques disposés entre les cellules de batterie C. L’invention propose d’intégrer la fonction anti-ballottement directement aux espaceurs E, permettant alors d’assurer un montage efficace en usine. Selon l’invention, les espaceurs E comprennent, chacun une partie supérieure S et une partie inférieure I en référence à l’axe vertical Z. La partie supérieure S est composée d’un matériau poreux, notamment élastique. Un tel milieu permet d’absorber les efforts de gonflement des cellules C (grâce à son élasticité) ; et permet également de participer à la fonction anti-ballottement. En outre, la partie inférieure I forme une cloison étanche au fluide de refroidissement F. En particulier, il s’agit d’une bande métallique ou autre étanche, réalisée par soudage ou collage. La hauteur de la partie inférieure est supérieure à celle du fluide F (variable selon les conceptions). L’intérêt de la présente invention est que cet espaceur E présente une certaine élasticité dans les trois directions de l’espace, ce qui permet d’envisager une étanchéité en fond de pack permettant d’assurer la fonction souhaitée. Le matériau de cette partie inférieure I anti-ballottement peut être métallique, comme la partie supérieure S, afin d’assurer une interface facile à réaliser par soudage ou autre. Le matériau est de préférence plein afin d’empêcher le fluide F de passer d’un côté à l’autre de la cellule C. L’effort de compression en vertical à assurer sur cette partie inférieure I peut être calibré afin d’assurer l’étanchéité nécessaire à la fonction. Les jeux à respecter entre la partie inférieure I anti-ballottement et les cellules C peuvent également être calibrés. Enfin, la hauteur précise de la partie inférieure I anti-ballottement peut également être calibrée pour répondre aux différents cas de vie envisagés. Pack batterie comprenant des cellules de batterie (C) agencées les unes à côté des autres dans un repère dans l’espace comprenant un axe latéral (Y) suivant une direction latérale des cellules de batterie (C), et un axe vertical (Z) perpendiculaire à l’axe latéral (Y), le pack batterie comprenant des espaceurs (E) entre les cellules de batterie (C), caractérisé en ce que les espaceurs (E) comprennent, chacun : - une partie supérieure (S) en référence à l’axe vertical (Z) comportant au moins un matériau poreux, notamment élastique, ; et - une partie inférieure (I) formant une cloison étanche, disposée en dessous de la partie supérieure (S) en référence à l’axe vertical (Z). Pack batterie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie inférieure (I) comprend une bande métallique étanche. Pack batterie selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie inférieure (I) comprend une bande métallique soudée. Pack batterie selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant un fluide de refroidissement (F) immergeant une partie basse des cellules de batterie (C) en référence à l’axe vertical (Z), caractérisé en ce que la partie inférieure (I) présente une hauteur supérieure à celle de du fluide de refroidissement (F). Véhicule automobile comprenant un pack batterie selon l’une quelconque des revendications 1 à 4. Procédé de fabrication d’un pack batterie selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, le procédé de fabrication comprenant des étapes de mise en place des espaceurs (E) entre les cellules de batterie (C), de sorte que la partie supérieure (S) soit disposée au-dessus de la partie inférieure (I) en référence à l’axe vertical (Z). Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie inférieure (I) est mise en forme par soudage ou collage.