INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
la est une vue en perspective d’une alternative du serrage des pions au moyen d’un élément commun amovible fixé sur un corps monobloc de busbar selon l’invention.
la est une vue en perspective montrant une variante de réalisation de la .
la est une vue en perspective montrant une première configuration d’implantation d’un busbar selon l’invention dans un module de batterie.
la est une vue en perspective d’une deuxième configuration d’implantation d’un busbar selon l’invention dans un module de batterie.
est une vue en perspective vue en perspective d’une troisième configuration d’implantation d’un busbar selon l’invention dans un module de batterie.
Description détaillée Les figures 1 à 4 sont relatives à des exemples différents d’accumulateur Li-ion, d’emballages souples et d’un module de batterie selon l’état de l’art. Ces figures 1 à 4 ont déjà été commentées en préambule et ne le sont donc pas plus ci-après.
Par souci de clarté, les mêmes références désignant les mêmes éléments selon l’état de l’art et selon l’invention sont utilisées pour toutes les figures 1 à 15.
Dans l’ensemble de la présente demande, les termes « inférieur », « supérieur », « bas », « haut », « dessous » et « dessus » sont à comprendre par référence par rapport à un module de batterie selon l’invention avec des accumulateurs Li-ion positionnés à l’horizontal avec des languettes formant les bornes ou pôles qui s’étendent la verticale.
De même, les termes « longitudinaux » et « latéraux » sont à considérer par rapport à la direction longitudinale X1 selon laquelle un corps de busbar conforme à l’invention est allongé.
Dans les exemples illustrés ci-après, les accumulateurs A1 à AN illustrés sont de format prismatique, à emballage souple 6, usuellement appelés « pouch ».
En fonction des besoins d’intégration également, on peut prévoir un actionnement et un maintien mécanique des pions de serrage qui soit individualisé ou un système mécanique commun à l’ensemble des pions au sein d’un même busbar selon l’invention. Ce système commun permet le déplacement simultané avec une pression uniforme de tous les pions de serrage au sein d’un module ou pack-batterie. La facilité et la rapidité d’assemblage sont encore davantage accrues. En outre, le fait d’avoir un seul point de serrage commun simplifie également un montage à l’aveugle, ce qui est avantageux lors de la mise en place des accumulateurs en empilement à l’intérieur d’un module.
Au final, l’invention apporte de nombreux avantages parmi lesquels on peut citer:
- une intégration d’un busbar selon l’invention qui est simple, rapide et fiable au sein d’un module de batterie ou d’un pack batterie de moyenne ou grande série ;
- des liaisons électriques en sortie d’accumulateurs qui sont obtenues par la pression d’un pion formant une mâchoire et ne sont donc pas une liaison vissée ou soudée comme selon l’état de l’art avec leurs inconvénients afférents comme suit ;
- une bonne maîtrise du couple de serrage et du maintien du busbar par les pions de serrage contre le corps, dans la position de serrage et donc électriquement connectée des accumulateurs d’un module ou pack-batterie ;
- la possibilité de réaliser l’ensemble des éléments du busbar selon l’invention avec des matériaux électriques usuels, comme le cuivre et/ou l’aluminium, qui lui permettent d’être intégré au sein d’une architecture de batterie refroidie par immersion, sans risque de vieillissement prématuré ;
- une simplification de design d’un module de batterie comparativement à ceux selon l’état de l’art, avec un nombre de pièces limité. En particulier, il n’est pas besoin de rajouter des pièces de fixation, comme des tiges filetées, vis, écrou, plaque de serrage…
- la suppression d’une étape de process de soudage, par voie électrique ou soudage aux ultrasons, nécessaire dans les solutions selon l’état de l’art ;
- du fait des liaisons électriques sans soudure par busbar entre pion de serrage et languettes des accumulateurs, un démontage facile et non destructif d’un module de batterie : il devient plus facile de récupérer chaque accumulateur dans le cas d’une étape de démontage d’un module de batterie, pour un remplacement en cas de défectuosité ou pour le recyclage ;
- un impact favorable sur la densité d’énergie massique d’un module de batterie : le gain de masse réalisé sur l’ensemble des pièces métalliques de fixation, habituellement utilisées dans les solutions de l’état de l’art, va permettre d’améliorer la densité d’énergie massique (Wh/kg) d’une batterie ;
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d’exemples de mise en œuvre de l’invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes.
la est une vue schématique en perspective éclatée montrant les différents éléments d’un accumulateur lithium-ion.
la est une vue de face montrant un accumulateur lithium-ion de format prismatique avec son emballage souple selon l’état de l’art.
la est une vue en perspective d’un accumulateur lithium-ion de format prismatique avec son emballage souple selon l’état de l’art.
la est une vue en perspective partielle d’une partie d’un module de batterie à plusieurs accumulateurs à emballage souple selon l’état de l’art, la montrant la liaison électrique réalisé par soudure des languettes formant les bornes ou pôles des accumulateurs avec des busbars sous la forme de tôles.
la est une vue perspective partielle et par transparence d’un module de batterie à plusieurs accumulateurs à emballage souple selon l’invention, la montrant la liaison électrique entre les languettes formant les bornes ou pôles des accumulateurs réalisées au moyen d’un busbar unique selon l’invention.
Lors du montage entre le corps du propulseur 1 et la manivelle 2, le bourrelet 311 et le bloc de blocage 31 sont contrôlés pour être logés dans le cran de blocage 41 en passant par la partie contenante 411 et le bourrelet 311 continue d'être amené vers la partie de blocage 412. Puis le bloc de blocage 31 est entraîné à se déplacer de la partie contenante 411 à la partie de blocage 412 en contrôlant le corps du propulseur 1 ou la manivelle 2, pour que le bourrelet 311 est bloqué contre la paroi latérale de la coque du corps du propulseur 1. Lors du démontage du corps du propulseur 1 et de la manivelle 2, le bloc de blocage 31 est d'abord entraîné à revenir de la partie de blocage 412 à la partie contenante 411 en contrôlant le corps du propulseur 1 ou la manivelle 2, et le bourrelet 311 et le bloc de blocage 31 sont écartés ensuite du cran de blocage 41 jusqu'à séparer complètement de la manivelle 2 du corps du propulseur 1.
En référence aux Figures 2 et 3, le corps du propulseur 1 est d'au moins deux crans de blocage 41 sur un côté, dont les parties contenantes 411 sont toutes situées sur un même côté des et communiquent aux parties de blocage 412. La manivelle 2 dispose de blocs de blocage 31 dont le nombre est identique à celui des crans de blocage 41, de telle façon que le corps du propulseur 1 et la manivelle 2 se connecteraient plus solidement.
Dans la , pour que le bourrelet 311 et les blocs de blocage 31 soient liés par blocage dans les crans de blocage 41 et au corps du propulseur 1, un mécanisme d'arrêt 32 et une rainure d'arrêt 42 sont prévus respectivement pour les manivelles 2 et le corps du propulseur 1. Le mécanisme d'arrêt 32 est enfiché dans la rainure d'arrêt 42 pour obtenir une liaison plus solide entre les blocs de blocage 31 et les crans de blocage 41. Dans le présent mode de réalisation, la rainure d'arrêt 42 est disposée sur un côté du corps du propulseur 1, alors que le mécanisme d'arrêt 32 est disposé à une extrémité de la manivelle 2.
Dans le mode de réalisation 1, selon les Figures 2 et 3, la rainure 42 est disposée à la même position qu'un des crans de blocage 41, permettant de réduire des ouvertures sur le corps du propulseur 1. La rainure d'arrêt 42 est située au côté éloigné de la partie de blocage 412 de la partie contenante 411 dans le cran de blocage 41, ce qui fait que lorsque le bloc de blocage 31 est bloqué par la partie de blocage 412, le mécanisme d'arrêt 32 s'oppose à peine contre le côté éloigné de la partie de blocage 412 de la partie contenante 411.
En se référant aux Figures 4, 5 et 6, le mécanisme d'arrêt 32 comprend un bloc d'insertion 321, un module télescopique et un couvercle 322.
Le couvercle 322 est fixé au côté à connecter au corps du propulseur 1 de la manivelle 2. Les blocs de blocage 31 sont fixés sur le côté opposé à la manivelle 2 du couvercle 322.
Le couvercle 322 porte un trou de guidage 3221 débouchant, qui est situé sur un côté du bloc de blocage 31. Le bloc d'insertion 321 est placé en s'ajustant dans le trou de guidage 3221 et des glissoirs d'arrêt 323, qui sont utilisés pour empêcher le bloc d'insertion 31 de se détacher du trou de guidage 3221 depuis le côté avec le bloc de blocage 31 du couvercle 322, sont disposés dans le prolongement sur le côté éloigné du bloc de blocage 31 du bloc d'insertion 321. Dans le présent mode de réalisation, il existe deux glissoirs d'arrêt 323 qui sont disposés symétriquement et permettent audit bloc d'insertion 321 d'enficher plus solidement dans la rainure d'arrêt 42. Le bloc d'insertion 321 est, sur le côté éloigné des glissoirs d'arrêt 323, d'une face de guidage permettant une insertion rapide dans la rainure d'arrêt 42.
En référence aux Figures 5 et 6, le côté éloigné des glissoirs d'arrêt 323 du bloc d'insertion 321 peut traverser le trou de guidage 3221 sous l'action du module télescopique et est exposé sur le côté avec les blocs de blocage 31 du couvercle 322. Lorsque l'extrémité de la manivelle 2 est liée au côté latéral du corps du propulseur 1, le couvercle 322 s'oppose contre la manivelle 2, le bloc d'insertion 321 est enfiché dans la rainure d'arrêt 42 et les blocs de blocage 31 sont logés stablement dans les parties de blocage 412.
Comme on le voit dans la , le module télescopique comporte une pièce télescopique 324 et une pièce de déverrouillage 325.
La pièce télescopique 324, qui dispose d'une fonction de s'allonger et se raccourcir, est placée en liant entre le bloc d'insertion 321avec une rainure peu profonde à loger la pièce télescopique 324 d'une profondeur inférieure ou égale à la longueur de la pièce télescopique 324, et la manivelle 2 avec une plaque plane 33 à s'opposer contre la pièce télescopique 324. La rainure peu profonde et la plaque plane 33 permettent à la pièce télescopique 324 de se stabiliser entre le bloc d'insertion 321 et la manivelle 2. A titre de ce mode de réalisation, la pièce télescopique 324 peut être un ressort de rappel 82 permettant d'accorder au bloc d'insertion 321 une tendance à s'éloigner de la plaque plane 33.
En référence aux Figures 6 et 7, la pièce de déverrouillage 325, qui est munie de coins à unique face inclinée, est intercalée entre les glissoirs d'arrêt 323 et le couvercle 322 et comporte une partie de déverrouillage 3251, des premières parties opposées 3252 d'un nombre identique à celui des glissoirs d'arrêt 323 et des deuxièmes parties opposées 3253 d'un nombre identique à celui des glissoirs d'arrêt 323.
La partie de déverrouillage 3251, qui est située sur un côté de la pièce de déverrouillage 325, traverse un trou de verrouillage 34 créé à une extrémité de la manivelle 2 et est exposée partiellement à partir du trou de verrouillage 34. En appuyant sur la partie de déverrouillage 3251, la pièce de déverrouillage 325 est poussée à se déplacer, pour que les premières parties opposées 3252 et les deuxièmes parties opposées 3253 s'opposent contre les glissoirs d'arrêt 323 par intermittence.
Les deuxièmes parties opposées 3253 sont situées sur le côté opposé de la partie de déverrouillage de la pièce de déverrouillage 325, alors que les premières parties opposées 3252 se trouvent entre les deuxièmes parties opposées 3253 et la partie de déverrouillage 3251. Les faces inclinées de déverrouillage pouvant assurer une liaison lisse des premières parties opposées 3252 et deuxièmes parties opposées 3253 sont situées sur le côté affrontant les glissoirs d'arrêt 323.
Comme on le voit dans la , les faces inclinées des glissoirs d'arrêt 323, qui sont situées sur le côté s'opposant contre les faces inclinées de déverrouillage, sont d'une longueur dans la direction de l'inclinaison plus petite que celle des faces inclinées de déverrouillage. Avec cette structure, la première distance entre les glissoirs d'arrêt 323 et le couvercle 322, lorsque les premières parties opposées 3252 s'opposent contre les glissoirs d'arrêt 323, est plus grande que la deuxième distance entre les glissoirs d'arrêt 323 et le couvercle 322, lorsque les deuxièmes parties opposées 3253 s'opposent contre les glissoirs d'arrêt 323.
L'appuiement sur la partie de déverrouillage 3251 permet de pousser les premières parties opposées 3252 à s'opposer contre les glissoirs d'arrêt 323 qui ensuite amènent le bloc d'insertion 321 à s'éloigner du côté avec le bloc de blocage 31 du couvercle 322 et à se retirer progressivement dans le trou de guidage 3221, en même temps que la pièce télescopique 324 est compressée.
En libérant la partie de déverrouillage 3251, la pièce télescopique 324 oblige les glissoirs d'arrêt 323 de se déplacer avec le bloc d'insertion 321 vers le côté avec le bloc de blocage 31 du couvercle 322, pour que le côté éloigné des glissoirs d'arrêt 323 du bloc d'insertion 321 émerge au niveau du trou de guidage 3221, en même temps que les glissoirs d'arrêt 323, à travers ses faces inclinées, poussent les premières parties opposées 3252 et les deuxièmes parties opposées 3253 à se déplacer vers le trou de déverrouillage 34, pour réarmer automatiquement la pièce de déverrouillage 325.
39,4 (SiO 2 + SiO 2 (FAU ) )/Al 2 O 3 (FAU)
8,7 H 2 O/ (SiO 2 + SiO 2 (FAU) )
0,04 (15-couronne-5)/ (SiO 2 + SiO 2 (FAU) )
0,18 Na 2 O/ (SiO 2 + SiO 2 (FAU) )
Où SiO 2 correspond à la quantité de SiO 2 apportée par l’Aérosil 200.
La composition molaire du gel précurseur peut alors s’écrire sous la forme suivante : 11,82 (SiO 2 + SiO 2 (FAU) ) : 0,3 Al 2 O 3 (FAU) : 0,5 (15-couronne-5) : 2,1 Na 2 O : 100 H 2 O.
Après synthèse, le solide récupéré est analysé par diffraction des rayons X ainsi que par fluorescence X. Le produit solide calciné a été analysé par diffraction des rayons X sur poudre et identifié comme étant constitué d’une zéolithe de type structural FAU avec une cristallinité supérieure à 95%. Le résultat de ces deux analyses montre que le solide obtenu est une zéolithe Y possédant un rapport SiO 2 /Al 2 O 3 de réseau d’environ 17,8. Ce rapport est supérieur à celui obtenu sans ajout de silice (15,4).
Exemple 14 : Synthèse non-conforme à l’invention : Synthèse sans agent structurant organique
Exemple 15 : Synthèse non-conforme à l’invention : Synthèse en ajoutant l’agent structurant organique en dernier
Lors de cet essai non-conforme à l’invention, une procédure de synthèse, identique à celle décrite dans l’exemple 1, a été réalisée. Cependant, l’agent structurant organique (15-couronne-5) a été ajouté dans le milieu réactionnel en dernier, après la source de silice. Avant la mise à l’étuve du gel de synthèse, une analyse DRX a été réalisée et a montré que la zéolithe Y commerciale initiale était dissoute à 99 % (en accord avec les résultats de l’exemple 2). Après la période de cristallisation, le solide obtenu s’est révélé entièrement amorphe. Aucune recristallisation n’a eu lieu. Cela montre l’importance de l’ordre des réactifs introduits dans le gel de synthèse.
Exemple 16 : Synthèse non-conforme à l’invention : Synthèse utilisant des sources conventionnelles et une addition de germes de zéolithe Y
Un essai de synthèse a été réalisé en partant d’un gel de composition possédant le même rapport SiO 2 /Al 2 O 3 de la zéolithe Y commerciale (CBV 720) et les mêmes rapports Na 2 O/SiO 2 , 15-couronne-5/SiO 2 , H 2 O/SiO 2 que ceux utilisés lors de l’exemple 1 qui permettent une recristallisation de la zéolithe Y. Cependant lors de cet essai, des sources conventionnelles de silicium (Ludox ® AS-40) et d’aluminium (aluminate de sodium) ont été utilisées à la place d’une zéolithe Y commerciale. De plus, dans le but de favoriser la cristallisation de la zéolithe Y, des germes de zéolithe Y (CBV 720) ont été ajoutés dans le milieu réactionnel. Les conditions de synthèse utilisées restent les mêmes. Après la période de cristallisation, le solide obtenu s’est révélé entièrement amorphe. Aucune recristallisation n’a eu lieu. Cela montre l’importance d’utiliser une zéolithe de type structural FAU comme source majoritaire de silicium et d’aluminium.
Exemple 17 : Synthèse non-conforme à l’invention : Synthèse utilisant une zéolithe Y (CBV 3 00, Zeolyst ® ) comme source de silicium et d’aluminium de rapport
SiO 2 (FAU) /Al 2 O 3 (FAU) ≈ 5,1
Lors de cet essai, qui va se révéler non-conforme à l’invention, une procédure de synthèse, identique à celle décrite dans l’exemple 1, a été réalisée. La différence notable se trouve dans les réactifs utilisés. En effet, la zéolithe commerciale (CBV 300, Zeolyst ® ) utilisée comme source de silicium et d’aluminium est différente. Son rapport SiO 2 /Al 2 O 3 est plus petit (environ 5,1). Le mélange réactionnel présente alors les rapports molaires suivants :
De façon avantageuse, le module arrière 1a présente une forme et des dimensions agencées pour pouvoir former un espace abrité arrière 6a dont le volume est suffisant pour pouvoir y disposer un lit de camp 3a suivant une direction transversale, afin de permettre le repos dans ledit espace arrière d’une personne en position allongée ou d’au moins deux personnes en position assise sur ledit lit de camp.
La structure 1 présente en outre un module avant 1b comprenant une pluralité de bras 8a, 8b de support d’une partie avant 2b de la toile 2, chacun des bras 8a, 8b présentant une extrémité supérieure 10a, 10b engagée dans une articulation centrale 9 solidaire de l’arceau avant 4b du module arrière 1a, ladite articulation centrale étant agencée pour permettre le déploiement réversible du module avant 1b entre une configuration de rangement, dans laquelle les bras 8a, 8b sont rabattus, et une configuration d’utilisation, dans laquelle les bras 8a, 8b sont espacés angulairement avec la partie avant 2b de la toile 2 étendue entre eux pour former un espace abrité avant 6b.
Dans le mode de réalisation représenté, le module avant 1b comprend au moins un jeu de deux bras latéraux 8a, 8b présentant chacun une extrémité inférieure 11 destinée à venir en appui sur le sol, les bras 8a, 8b d’un jeu s’étendant respectivement à gauche et à droite de l'articulation centrale 9.
Le module avant 1b peut notamment comprendre un jeu de bras de base 8a et au moins un jeu de bras avant 8b, lesdits bras avant étant rabattus vers lesdits bras de base en configuration de rangement.
Sur les figures, l’articulation centrale 9 présente un axe de rotation B s’étendant suivant une direction verticale, et les bras de base 8a en configuration d’utilisation sont disposés dans un plan vertical PF passant par ladite articulation centrale.
En particulier, les bras de base 8a en configuration d’utilisation s’étendent de part et d’autre de l’articulation centrale 9, en étant chacun disposé dans un plan vertical frontal PF passant par ladite articulation centrale. Par ailleurs, les bras avant 8b en configuration d’utilisation forment chacun avec le bras de base 8a adjacent un angle β de l’ordre de 45° par rapport à l’axe de rotation vertical B.
Sur la , les bras de base 8a restent sensiblement immobiles entre les configurations de rangement et d’utilisation, et les bras avant 8b sont chacun rabattus sur respectivement un bras de base 8a dans la configuration de rangement.
En variante, comme représenté sur la , les bras de base 8a sont rabattus l’un vers l’autre et vers l’arrière de l’articulation centrale 9, suivant un angle de l’ordre de 90° par rapport à l’axe de rotation B, de manière à être disposés chacun dans un plan vertical sagittal latéral respectivement droite PSd et gauche PSg disposés de part et d’autre d’un plan vertical sagittal médian PSM passant par le centre de ladite articulation centrale. De même, chaque bras avant 8b est rabattu sur respectivement un bras de base 8a en configuration de rangement en étant pivoté d’un angle de l’ordre de 135° par rapport à l’axe B.
De façon avantageuse, dans cette variante de réalisation, les bras latéraux 8a, 8b sont agencés de manière à ce que chaque bras avant 8b soit disposé dans le même plan vertical sagittal PSg, PSd que son bras de base 8a adjacent en configuration de rangement, afin de limiter l’encombrement desdits bras, et donc de la tente dans ladite configuration de rangement.
Pour ce faire, les bras avant 8b sont fixés chacun à l’articulation centrale 9 suivant un point de pivot 10b qui sont décalés verticalement sous les points de pivot 10a des bras de base 8a. En outre, les bras avant 8b et les bras de base 8a présentent des formes géométriques identiques, les bras avant 8b présentant une dimension inférieure à celle des bras de base 8a pour pouvoir être placés chacun à l’intérieur de l’espace défini par leur bras de base 8a adjacent en configuration de rangement.
Sur les figures, les bras latéraux 8a, 8b de chaque jeu présentent chacun une géométrie en demi-arceau pour permettre audit jeu de conformer la partie avant 2b de la toile 2 en configuration d’utilisation suivant une section arquée.
Le module avant 1b comprend en outre au moins un jeu de deux bras supérieurs 8c présentant chacun une extrémité libre 12 qui est déployable en configuration d’utilisation vers l’avant de l’articulation centrale 9.
Pour limiter leur encombrement en configuration de rangement, les bras supérieurs 8c peuvent être rabattus vers les bras de base 8a dans ladite configuration de rangement.
Sur la , les bras supérieurs 8c en configuration de rangement s’étendent chacun de part et d’autre de l’articulation centrale 9, en étant disposés dans un plan frontal vertical PF’ passant par ladite articulation centrale. En particulier, le plan frontal vertical PF’ contenant les bras supérieurs 8c en configuration de rangement peut être confondu avec le plan frontal vertical PF contenant les bras de base 8a, ou être légèrement décalé par rapport à ce plan frontal vertical PF, comme représenté sur cette même .
En variante représentée sur la , les bras supérieurs 8c en configuration de rangement sont rabattus vers l’arrière de l’articulation centrale 9, en étant chacun disposé dans respectivement un plan vertical sagittal latéral PSg, PSd commun aux bras de base 8a et avant 8b adjacents.
Pour ce faire, chaque bras supérieur 8c est fixé à l’articulation centrale 9 suivant un point de pivot 10c qui sont disposés verticalement au-dessus des points de pivot respectifs 10a, 10b des bras avant 8b et de base 8a adjacents. Cet agencement permet de limiter de façon avantageuse l’encombrement des bras supérieurs 8c, et donc de la tente en configuration de rangement.
Ainsi l’utilisateur se retrouve avec un pot 1 rechargé, tout en ayant conservé la base 2 et le couvercle 4.
Pour pouvoir conserver la base 2 et le couvercle 4, la recharge 3 doit être compatible d’une part avec la base 2, et d’autre part avec le couvercle 4.
Pour se faire, la recharge 3 comporte une bague 34 annulaire, à laquelle est rattachée la cuve 31, et qui permet de faire le lien entre la base 2 et le couvercle 4.
En particulier, la bague 34 présente une partie supérieure 33 utilisée la connexion avec le couvercle 4, et une partie inférieure 32 utilisée pour la connexion avec la base 2.
La surface externe de la partie supérieure 33 présente un filetage 36 qui coopère avec le filetage 43 du couvercle 4, pour permettre une fixation du couvercle 4 sur la recharge 3 par vissage.
Cette surface externe de la partie supérieure 33 est identique à la surface externe du col 22 de la base 2. Ces deux surfaces ont des fonctions identiques.
La surface interne de la partie inférieure 32 présente un filetage 35 qui coopère avec le filetage 23 de la base 2, pour permettre une fixation de la recharge 3 sur la base 2 par vissage.
Cette surface interne de la partie inférieure 32 est identique à la surface interne de la paroi périphérique 42 du couvercle 4. Ces deux surfaces ont des fonctions identiques.