Brevet FR3163210A1 — publié le 20251212

L’invention concerne un procédé de montage d’un module de batterie comprenant deux cellules de batterie, chacune comportant une électrode à alésage taraudé, un bac de rangement des cellules, deux vis (4) de fixation, une plaquette (3) de connexion électrique, comportant deux trous (3a) de passage des tiges (4b) des vis (4) de fixation, une plaque (2) de couverture du bac comportant deux alésages (2a) de passages des têtes (4a) des vis (4), des moyens de prémaintien des vis (4), des moyens d’accrochage de la plaquette (3) à cette plaque (2), le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes d’accrochage de la plaquette (3) à la plaque (2), de positionnement des vis (4) sur les moyens de prémaintien, de mise en place de la plaque (2) avec sa plaquette (3) et ses vis (4) sur le bac, de vissage de chaque vis (4) dans une électrode pour serrer la plaquette (3) sur les électrodes. Figure 1 Procédé de montage d’un module de batterie La présente invention concerne le domaine des batteries électriques. Plus particulièrement, l’invention a pour objet un procédé de montage d’un module de batterie. Un véhicule électrique est un véhicule qui emploie la puissance d'une batterie rechargeable embarquée comme source d'énergie pour alimenter un moteur électrique utilisé pour la traction de ce véhicule. Les véhicules électriques ont pour avantage des émissions polluantes nulles, moins d'impact sur l'environnement. Ces batteries rechargeables utilisées dans des véhicules électriques, encore désignées comme batteries dite de traction, sont généralement constituées de plusieurs cellules électrochimiques rassemblées dans un module de batterie. Lorsqu'il y a plusieurs modules, ces modules sont regroupés dans un bac ou carter et forment alors un bloc batteries, ce bloc batteries étant souvent désigné par l'expression anglaise « pack batteries ». Dans la chaîne d'assemblage de modules de batterie, les connexions électriques entre les cellules de batteries sont généralement assemblées par soudage, mais cela présente de multiples problèmes concernant les investissements dans la fabrication ainsi que la réparation de ces batteries. De plus, les solutions actuelles pour ce type de connexion électrique entre les cellules obtenues par soudage offrent une protection limitée contre le risque d’électrocution lors de la manipulation de la pièce pour l’assemblage. L’invention vise à résoudre ces inconvénients, en proposant un procédé de montage d’un module de batterie, le module de batterie comprenant : -deux cellules de batterie, chacune comportant une électrode à alésage taraudé, -un bac de rangement des cellules de batterie, -deux vis de fixation comportant chacune une tête et une tige, -une plaquette de connexion électrique, comportant deux trous de passage des tiges des vis de fixation, -une plaque de couverture du bac de rangement, cette plaque comportant deux alésages de passages des têtes des vis de fixation, des moyens de prémaintien des vis de fixation, des moyens d’accrochage de la plaquette de connexion électrique à cette plaque de couverture, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de : - accrochage de la plaquette de connexion électrique à la plaque de couverture, - positionnement des vis de fixation sur les moyens de prémaintien, - mise en place de la plaque de couverture avec sa plaquette de connexion électrique et ses vis de fixation sur le bac de rangement, - vissage de chaque vis de fixation dans une électrode pour serrer la plaquette de connexion électrique sur les électrodes. L’effet technique est d’éviter une manipulation directe de la plaquette de connexion électrique par l’opérateur pendant le vissage et donc d’éviter des risques d’électrocution. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons : Dans un mode de réalisation, l’étape de vissage comprend les sous-étapes de : - vissage partiel de chaque vis de fixation dans son électrode, - décrochage de la plaquette de connexion électrique de la plaque de couverture, -vissage complet de la plaquette de connexion électrique pour serrer la plaquette de connexion électrique sur les électrodes. Dans un mode de réalisation, les moyens d’accrochage forment une agrafe comprenant deux pattes se faisant face, chaque patte ayant une extrémité fixée à la plaque de couverture et l’autre extrémité libre présentant un crochet de retenue et en ce que la plaquette de connexion électrique comporte un orifice supplémentaire, l’étape d’accrochage comprenant l’insertion des crochets dans l’orifice supplémentaire et l’accrochage des crochets au bord de l’orifice supplémentaire. Dans un mode de réalisation, l’étape de décrochage de la plaquette de connexion électrique comprend l’usage d’un outil adapté pour rapprocher les pattes afin de pouvoir sortir les crochets de l’orifice supplémentaire et décrocher la plaquette de connexion électrique de la plaque de couverture. Dans un mode de réalisation, les moyens de prémaintien sont formés d’au moins deux ailettes souples disposées régulièrement en saillie sur le pourtour des alésages de la plaque de couverture, ces ailettes s’écartant pendant le vissage des vis de fixation dans leur électrode. Dans un mode de réalisation, la plaque de couverture est dans matériau électriquement isolant. L’invention a aussi pour objet un module de batterie, caractérisé en ce qu’il comprend : -deux cellules de batterie, chacune comportant une électrode à alésage taraudé, -un bac de rangement des cellules de batterie, dans lequel sont placés les cellules de batterie, -une plaquette de connexion électrique, serrée sur les électrodes par des vis de fixation, - une plaque de couverture du bac de rangement comprenant deux alésages de passages des têtes des vis de fixation, des moyens de prémaintien des vis de fixation, des moyens d’accrochage de la plaquette de connexion électrique. L’invention a aussi pour objet une batterie de stockage électrique comprenant plusieurs de ces modules de batterie. L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant une telle batterie destinée à l’alimentation d’un moteur électrique de traction de ce véhicule. D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : FIG. 1 : cette figure représente schématiquement un ensemble préassemblé selon l’invention. FIG. 2 : cette figure représente schématiquement une plaquette de connexion électrique. FIG. 3 : cette figure représente schématiquement une coupe d’un moyen d’accrochage la plaquette de connexion électrique. FIG. 4 : cette figure représente schématiquement une étape de positionnement de l’ensemble préassemblé face aux cellules de batterie. FIG. 5 : cette figure représente schématiquement une étape de fixation de l’ensemble préassemblé sur les cellules de batterie. Il est représenté schématiquement à la FIG. 1 un ensemble 1 comprenant une plaque 2 de couverture d’un module de batterie. La plaque 2 de couverture est faite d’un matériau électriquement isolant, par exemple en plastique. La plaque 2 comprend au moins deux alésages 2a traversant l’épaisseur de la plaque 2. L’ensemble comprend encore une plaquette 3 de connexion électrique. La plaquette de connexion électrique est en métal tel que par exemple de l’aluminium ou du cuivre. Également visible à la FIG. 3 , la plaquette 3 de connexion électrique comprend deux trous 3a, un trou 3a a chaque extrémité de la plaquette 3 de connexion électrique. Dans l’exemple illustré à la FIG. 3 , la plaquette 3 de connexion électrique comprend un orifice 3b supplémentaire placé au centre de la plaquette 3 de connexion électrique. Cet orifice 3b peut avoir une forme rectangulaire. Dans cet ensemble 1, la plaquette 3 de connexion électrique est maintenue contre la plaque 3 de couverture par des moyens d’accrochage 5 de la plaquette 3 de connexion électrique. Également visible à la FIG. 4 , selon un mode de réalisation, les moyens d’accrochage 5 peuvent prendre la forme d’une agrafe. Cette agrafe 5 est composée d’un support 5a fixé à la plaque 2. De ce support 5a s’étendent deux pattes 5b se faisant face. L’extrémité libre de chaque patte 5b présente un crochet de retenue 5c. L’ensemble 1 comprend encore deux vis 4. Chaque vis 4 comprend une tête 4a de vis et une tige 4b de vis comportant un filetage. Généralement pour une, le diamètre de la tête 4a de vis est supérieur à celui de la tige 4b de vis. En ce qui concerne la plaquette 3 de connexion électrique, les deux trous 3a de passage sont dimensionnés pour laisser seulement passer les tiges 4b des vis 4 de fixation. En ce qui concerne la plaque 2 de couverture les alésages 2a sont dimensionnés pour pouvoir laisser passer la tête 4a de vis 4 de fixation. La plaquette 3 de connexion électrique est maintenue contre la plaque 2 au moyen de l’agrafe 5. Le montage de l’ensemble est le suivant : l’accrochage de la plaquette 3de connexion électrique à la plaque 2 de couverture est réalisé en rapprochant les pattes 5b pour pouvoir ensuite insérer les crochets 5c à l’intérieur de l’orifice 3b supplémentaire. Une fois les crochets 5c passés, les pattes 5b sont relâchées et s’écartent élastiquement. Les crochets 5c sont alors en prise sur le bord de l’orifice 3b supplémentaire de la plaquette 3 de connexion électrique. Les crochets 5c peuvent avoir une surface externe par exemple arrondie de sorte que lorsque les pattes 5b sont enfoncées dans l’orifice 3b supplémentaire les crochets au contact du bord de l’orifice 3b supplémentaire glissent et rapprochent les pattes 5b l’une de l’autre. D’autres formes de moyens d’accrochage tels que des clips peuvent convenir. La plaquette 3 de connexion électrique est positionnée par rapport à la plaque 2 de couverture de sorte que chaque trou 3a de la plaquette 3 soit en regard avec un alésage 2a de la plaque 2, l’axe central du trou et celui l’alésage étant coaxiaux. On positionne ensuite les vis 4 de fixation sur des moyens de prémaintien. Chaque vis 4 est disposée de sorte que sa tige 4b traverse un trou 3a de la plaquette de connexion électrique et que sa tête 4a repose en appui sur ces moyens de prémaintien de la vis 4, de préférence agencés dans l’alésage 2a. Comme illustré également à la FIG. 3 , les moyens de prémaintien peuvent comprendre au moins deux ailettes souples 2b, disposées régulièrement en saillie sur le pourtour de l’alésage 2a. Les têtes 4a des vis 4 de fixation reposent ainsi sur les ailettes souples 2b. La FIG. 4 illustre une étape du procédé de montage d’un module de batterie dans laquelle l’ensemble décrit aux figures 1 à 3, c’est-à-dire la plaque 2 couverture avec sa plaquette 3 de connexion électrique et ses vis 4 de fixation, est positionnée face à deux cellules 6 électrochimiques. Les cellules 6 électrochimiques peuvent être par exemple de type Lithium Fer Phosphate. Ces cellules 6 comprennent des électrodes 6a comportant chacune un alésage 6b taraudé. Au cours de cette étape, la plaque 2 de couverture est mise en place sur la structure du module de batterie, formé par un bac de rangement, non représenté, de sorte à recouvrir les cellules 6 et à fermer le module de batterie. Ainsi, une des vis 4 fait face à un alésage 6b taraudé d’une des cellules 6 électrochimiques tandis que l’autre vis 4 fait face à un alésage 6b taraudé de l’autre cellule 6 électrochimique. Les électrodes 6a peuvent être indifféremment des anodes ou des cathodes. La FIG. 5 illustre la suite du procédé de montage dans lequel chaque vis 4 de fixation est vissée dans son électrode 6a pour serrer la plaquette 3 de connexion électrique sur les électrodes 6a. Au cours du vissage, les ailettes 2a souples s’écartent pour permettre le passage de la tête 4a de la vis 4 de fixation. Une fois la tête 4a de vis passée à travers l’alésage 2a de la plaque 2 de couverture, les ailettes 2b peuvent revenir élastiquement à leur position initiale. Afin d’éviter des contraintes mécaniques entre la plaque 2 de couverture et la plaquette 3 de connexion électrique, on peut prévoir de visser d’abord une partie de chaque vis 4 de fixation dans son électrode 6a, puis de décrocher la plaquette 3 de connexion électrique de la plaque 2 de couverture. A cet effet, il est prévu d’utiliser un outil adapté pour rapprocher les pattes 5b afin de pouvoir sortir les crochets 5c de l’orifice supplémentaire 3b et ainsi décrocher la plaquette 3 de connexion électrique de la plaque 2 de couverture. Cet outil peut se présenter par exemple sous la forme d’une pince plate à bec effilé. On termine ensuite le vissage complet de la plaquette 3 de connexion électrique pour serrer cette plaquette 3 de connexion électrique sur les électrodes 6a des cellules électrochimiques. Plusieurs modules forment ensuite une batterie de stockage électrique. Une telle batterie peut équiper un véhicule automobile comprenant un moteur électrique pour la traction de ce véhicule, cette batterie assurant l’alimentation électrique de ce moteur électrique de traction. Ainsi, en plaçant préalablement la plaquette 3 de connexion électrique sur la plaque 2 de couverture, on facilite ensuite l’assemblage de cette plaquette 3 de connexion électrique sur les électrodes 6a des cellules 6 électrochimiques et on offre un niveau de protection élevé à l'opérateur réalisant l’assemblage. En effet avec cet agencement, la plaque 2 de couverture fait office d’écran de protection électrique lors de l’assemblage. De plus, les plaquettes 3 de connexions électriques étant des petites pièces, difficiles à manipuler qui font courir le risque d'accidents mécaniques et électriques pendant l'assemblage, le fait de placer préalablement la plaquette 3 de connexion électrique sur la plaque 2 de couverture permet d’éviter désormais ce risque. Ainsi L’invention permet un montage plus rapide et un remplacement plus faciles des pièces. Procédé de montage d’un module de batterie, le module de batterie comprenant : -deux cellules (6) de batterie, chacune comportant une électrode (6a) à alésage taraudé (6b), -un bac de rangement des cellules (6) de batterie, -deux vis (4) de fixation comportant chacune une tête (4a) et une tige (4b), -une plaquette (3) de connexion électrique, comportant deux trous (3a) de passage des tiges (4b) des vis (4) de fixation, -une plaque (2) de couverture du bac de rangement, cette plaque (2) comportant deux alésages (2a) de passages des têtes (4a) des vis (4) de fixation, des moyens de prémaintien des vis (4) de fixation, des moyens d’accrochage (5) de la plaquette (3) de connexion électrique à cette plaque (2) de couverture, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de : - accrochage de la plaquette (3) de connexion électrique à la plaque (2) de couverture, - positionnement des vis (4) de fixation sur les moyens de prémaintien, - mise en place de la plaque (2) de couverture avec sa plaquette (3) de connexion électrique et ses vis (4) de fixation sur le bac de rangement, - vissage de chaque vis (4) de fixation dans une électrode (6a) pour serrer la plaquette (3) de connexion électrique sur les électrodes (6a). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’étape de vissage comprend les sous-étapes de : - vissage partiel de chaque vis (4) de fixation dans son électrode (6a), - décrochage de la plaquette (3) de connexion électrique de la plaque (2) de couverture, -vissage complet de la plaquette (3) de connexion électrique pour serrer la plaquette (3) de connexion électrique sur les électrodes (6a). Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d’accrochage (5) forment une agrafe comprenant deux pattes (5b) se faisant face, chaque patte (5b) ayant une extrémité fixée à la plaque (2) de couverture et l’autre extrémité libre présentant un crochet (5c) de retenue et en ce que la plaquette (3) de connexion électrique comporte un orifice supplémentaire (3b), l’étape d’accrochage comprenant l’insertion des crochets (5c) dans l’orifice supplémentaire (3b) et l’accrochage des crochets (5c) au bord de l’orifice supplémentaire (3b). Procédé selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l’étape de décrochage de la plaquette (3) de connexion électrique comprend l’usage d’un outil adapté pour rapprocher les pattes (5b) afin de pouvoir sortir les crochets (5c) de l’orifice supplémentaire (3b) et décrocher la plaquette (3) de connexion électrique de la plaque (2) de couverture. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de prémaintien sont formés d’au moins deux ailettes (2b) souples disposées régulièrement en saillie sur le pourtour des alésages (2a) de la plaque (2) de couverture, ces ailettes (2b) s’écartant pendant le vissage des vis (4) de fixation dans leur électrode (6a). Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque (2) de couverture est dans matériau électriquement isolant. Module de batterie, caractérisé en ce qu’il comprend : -deux cellules (6) de batterie, chacune comportant une électrode (6a) à alésage taraudé (6b), -un bac de rangement des cellules (6) de batterie, dans lequel sont placés les cellules (6) de batterie, -une plaquette (3) de connexion électrique, serrée sur les électrodes (6a) par des vis (4) de fixation, - une plaque (2) de couverture du bac de rangement comprenant deux alésages (2a) de passages des têtes (4a) des vis (4) de fixation, des moyens de prémaintien des vis (4) de fixation, des moyens d’accrochage (5) de la plaquette (3) de connexion électrique. Batterie de stockage électrique, caractérisé en ce qu’elle comprend plusieurs modules de batterie selon la revendication précédente. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend une batterie selon la revendication précédente destinée à l’alimentation d’un moteur électrique de traction de ce véhicule.