FR3060207A1 - BATTERY AND METHOD OF ASSEMBLING - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une batterie (10) comprenant des accumulateurs (12), chaque accumulateur ayant deux extrémités (14) et une portion intermédiaire (16) reliant les deux extrémités, la batterie comprenant au moins une bande (20) entourant au moins en partie les accumulateurs et collée au moins aux portions intermédiaires de deux accumulateurs, la bande étant mécaniquement sous tension et comprenant au moins un film en un matériau isolant électriquement.The invention relates to a battery (10) comprising accumulators (12), each accumulator having two ends (14) and an intermediate portion (16) connecting the two ends, the battery comprising at least one band (20) surrounding at least one the accumulators and glued at least to the intermediate portions of two accumulators, the strip being mechanically tensioned and comprising at least one film of an electrically insulating material.
Description
Titulaire(s) : COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES Etablissement public.Holder (s): COMMISSIONER OF ATOMIC ENERGY AND ALTERNATIVE ENERGIES Public establishment.
Demande(s) d’extensionExtension request (s)
Mandataire(s) : CABINET BEAUMONT.Agent (s): CABINET BEAUMONT.
54) BATTERIE ET SON PROCEDE D'ASSEMBLAGE.54) BATTERY AND ITS ASSEMBLY METHOD.
FR 3 060 207 - A1 _ L'invention concerne une batterie (10) comprenant des accumulateurs (12), chaque accumulateur ayant deux extrémités (14) et une portion intermédiaire (16) reliant les deux extrémités, la batterie comprenant au moins une bande (20) entourant au moins en partie les accumulateurs et collée au moins aux portions intermédiaires de deux accumulateurs, la bande étant mécaniquement sous tension et comprenant au moins un film en un matériau isolant électriquement.FR 3 060 207 - A1 _ The invention relates to a battery (10) comprising accumulators (12), each accumulator having two ends (14) and an intermediate portion (16) connecting the two ends, the battery comprising at least one strip (20) at least partially surrounding the accumulators and bonded at least to the intermediate portions of two accumulators, the strip being mechanically tensioned and comprising at least one film of an electrically insulating material.
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B15410 - DD17369STB15410 - DD17369ST
BATTERIE ET SON PROCEDE D'ASSEMBLAGEBATTERY AND ASSEMBLY METHOD
DomaineField
La présente invention concerne de façon générale les batteries d'éléments de stockage d'énergie, également appelés accumulateurs, connectés en série et/ou en parallèle et maintenus par un dispositif d'assemblage.The present invention relates generally to batteries of energy storage elements, also called accumulators, connected in series and / or in parallel and held by an assembly device.
Exposé de l'art antérieurPresentation of the prior art
Une batterie comprend un ou plusieurs modules de batterie connectés entre eux et intégrés dans un boîtier. Chaque module de batterie comprend un assemblage d'accumulateurs électriques connectés entre eux par des éléments de connexion électrique. Une batterie est caractérisée par sa densité volumique qui correspond à la quantité d'énergie électrique que la batterie peut restituer par rapport à son volume, et par sa densité massique qui correspond à cette même quantité d'énergie par rapport à sa masse.A battery comprises one or more battery modules connected to each other and integrated in a housing. Each battery module comprises an assembly of electric accumulators connected together by electrical connection elements. A battery is characterized by its volume density which corresponds to the amount of electrical energy that the battery can release in relation to its volume, and by its mass density which corresponds to this same amount of energy in relation to its mass.
Généralement une batterie est conçue pour un appareil particulier. L'énergie électrique nécessaire pour le fonctionnement de l'appareil détermine le type et le nombre d'accumulateurs présents dans la batterie. Pour certaines applications, il peut y avoir des contraintes sur la forme de la batterie, notamment lorsque l'espace disponible pour loger laGenerally a battery is designed for a particular device. The electrical energy required to operate the device determines the type and number of accumulators in the battery. For some applications, there may be constraints on the shape of the battery, especially when the space available to house the
B15410 - DD17369ST batterie dans l'appareil est réduit, ce qui peut imposer des formes complexes pour la batterie.B15410 - DD17369ST battery in the device is reduced, which can impose complex shapes for the battery.
Il existe plusieurs procédés d'assemblaqe d'accumulateurs électriques pour former un module de batterie. Les différents procédés permettent d'obtenir des formes de batteries plus ou moins complexes.There are several methods of assembling electric accumulators to form a battery module. The different methods make it possible to obtain more or less complex forms of batteries.
Un premier procédé d'assemblaqe d'accumulateurs électriques consiste à coller les accumulateurs entre eux avec par exemple une colle époxy. Ce premier procédé permet d'obtenir des formes variées de modules de batterie. Cependant une fois que les accumulateurs sont collés, il est impossible d'en remplacer un. D'autre part, le temps de polymérisation de la colle limite la minimisation du temps d'assemblaqe.A first method of assembling electric accumulators consists in gluing the accumulators together with, for example, an epoxy adhesive. This first process makes it possible to obtain various forms of battery modules. However, once the batteries are stuck on, it is impossible to replace one. On the other hand, the adhesive polymerization time limits the minimization of the assembly time.
Un deuxième procédé d'assemblaqe d'accumulateurs électriques consiste à utiliser une structure de support spécifique à chaque forme de batterie. Il n'existe pas de forme standard et chaque structure de support doit être conçue pour une application particulière. Même si ce procédé permet d'obtenir des batteries de formes complexes, il nécessite une étude pour chaque forme de batterie et présente donc un coût élevé.A second method of assembling electric accumulators consists in using a support structure specific to each form of battery. There is no standard shape and each support structure must be designed for a particular application. Even if this process makes it possible to obtain batteries of complex shapes, it requires a study for each form of battery and therefore has a high cost.
La fiqure 1 est un schéma illustrant un troisième procédé d'assemblaqe d'accumulateurs électriques cylindriques pour former un module de batterie comprenant :Figure 1 is a diagram illustrating a third method of assembling cylindrical electric accumulators to form a battery module comprising:
- des accumulateurs électriques 1 cylindriques ;- 1 cylindrical electric accumulators;
- une première plaque de support 3 et une deuxième plaque de support 5, résultant d'assemblaqes de pièces unitaires 7, ces pièces unitaires recevant chacune une extrémité d'un accumulateur 1, les accumulateurs individuels se trouvent ainsi espacés les uns des autres ; et- A first support plate 3 and a second support plate 5, resulting from assemblies of unit parts 7, these unit parts each receiving one end of an accumulator 1, the individual accumulators are thus spaced from each other; and
- au moins une bride de serraqe (non représentée sur la fiqure 1) permettant de maintenir les deux plaques de support 3 et 5 contre les accumulateurs 1.- at least one clamp of serraqe (not shown on the fiqure 1) making it possible to maintain the two support plates 3 and 5 against the accumulators 1.
La structure de support formée par les deux plaques 3 et 5 et la bride de serraqe permet de maintenir plusieurs accumulateurs 1. Toutefois, la présence de la bride de serraqeThe support structure formed by the two plates 3 and 5 and the clamp of serraqe allows to maintain several accumulators 1. However, the presence of the clamp of serraqe
B15410 - DD17369ST impose des formes simples, généralement rectangulaires, aux plaques de support 3 et 5. Des batteries de formes complexes ne peuvent donc pas être réalisées par un tel procédé.B15410 - DD17369ST imposes simple shapes, generally rectangular, on the support plates 3 and 5. Batteries of complex shapes cannot therefore be produced by such a process.
Résumésummary
Un mode de réalisation vise à pallier tout ou partie des inconvénients des batteries connues.One embodiment aims to overcome all or part of the drawbacks of known batteries.
Un mode de réalisation vise une batterie ayant une structure simple.One embodiment targets a battery having a simple structure.
Un mode de réalisation vise à minimiser l'encombrement de la batterie.One embodiment aims to minimize the size of the battery.
Un mode de réalisation vise à minimiser la masse de la batterie.One embodiment aims to minimize the mass of the battery.
Un mode de réalisation vise à minimiser le temps d'assemblage de la batterie.One embodiment aims to minimize the assembly time of the battery.
Un mode de réalisation vise à permettre le remplacement d'un accumulateur de la batterie.One embodiment aims to allow the replacement of a battery accumulator.
Un mode de réalisation vise à améliorer la protection mécanique des accumulateurs.One embodiment aims to improve the mechanical protection of accumulators.
Un mode de réalisation vise à permettre la réalisation de batteries de formes complexes.One embodiment aims to allow the production of batteries of complex shapes.
Ainsi, un mode de réalisation prévoit une batterie comprenant des accumulateurs, chaque accumulateur ayant deux extrémités et une portion intermédiaire reliant les deux extrémités, la batterie comprenant au moins une bande entourant au moins en partie les accumulateurs et collée au moins aux portions intermédiaires de deux accumulateurs, la bande étant mécaniquement sous tension et comprenant au moins un film en un matériau isolant électriquement.Thus, one embodiment provides a battery comprising accumulators, each accumulator having two ends and an intermediate portion connecting the two ends, the battery comprising at least one strip at least partially surrounding the accumulators and glued at least to the intermediate portions of two accumulators, the strip being mechanically energized and comprising at least one film of an electrically insulating material.
Selon un mode de réalisation, la bande forme une boucle refermée sur elle-même.According to one embodiment, the strip forms a closed loop on itself.
Selon un mode de réalisation, la bande comprend un film support ayant des première et deuxième faces opposées et un premier film adhésif recouvrant la première face.According to one embodiment, the strip comprises a support film having first and second opposite faces and a first adhesive film covering the first face.
Selon un mode de réalisation, la bande comprend un deuxième film adhésif recouvrant la deuxième face.According to one embodiment, the strip comprises a second adhesive film covering the second face.
B15410 - DD17369STB15410 - DD17369ST
Selon un mode de réalisation, la bande est collée à chaque accumulateur.According to one embodiment, the strip is glued to each accumulator.
Selon un mode de réalisation, la bande comprend au moins une ouverture traversante.According to one embodiment, the strip comprises at least one through opening.
Selon un mode de réalisation, la largeur de la bande est comprise entre le tiers de la longueur de l'accumulateur et 1,2 fois la longueur de l'accumulateur.According to one embodiment, the width of the strip is between one third of the length of the accumulator and 1.2 times the length of the accumulator.
Selon un mode de réalisation, la bande comprend au moins un circuit imprimé souple.According to one embodiment, the strip comprises at least one flexible printed circuit.
Selon un mode de réalisation, chaque accumulateur comprend au moins une borne électrique sur l'une des extrémités et la bande comprend au moins une patte s'étendant sur l'extrémité et connectée électriquement à la borne.According to one embodiment, each accumulator comprises at least one electrical terminal on one of the ends and the strip comprises at least one tab extending on the end and electrically connected to the terminal.
Selon un mode de réalisation, le circuit imprimé souple comprend au moins une résistance électrique.According to one embodiment, the flexible printed circuit comprises at least one electrical resistance.
Selon un mode de réalisation, le circuit imprimé souple comprend au moins un capteur de température.According to one embodiment, the flexible printed circuit comprises at least one temperature sensor.
Un mode de réalisation prévoit également un procédé d'assemblage d'une batterie comprenant les étapes suivantes :An embodiment also provides a method of assembling a battery comprising the following steps:
(a) prévoir des accumulateurs, chaque accumulateur ayant deux extrémités et une portion intermédiaire reliant les deux extrémités ; et (b) coller au moins aux portions intermédiaires de deux accumulateurs une bande sous tension entourant au moins en partie les accumulateurs, la bande comprenant au moins un film en un matériau isolant électriquement.(A) providing accumulators, each accumulator having two ends and an intermediate portion connecting the two ends; and (b) bonding at least to the intermediate portions of two accumulators a live strip at least partially surrounding the accumulators, the strip comprising at least one film of an electrically insulating material.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :These characteristics and advantages, as well as others, will be explained in detail in the following description of particular embodiments made without implied limitation in relation to the attached figures, among which:
la figure 1, précédemment décrite, est une vue en perspective illustrant un procédé d'assemblage d'accumulateurs électriques ;Figure 1, previously described, is a perspective view illustrating a method of assembling electric accumulators;
B15410 - DD17369ST les figures 2 et 3 sont respectivement une vue en perspective et une vue de côté, partielles et schématiques, d'un mode de réalisation d'une batterie ;B15410 - DD17369ST Figures 2 and 3 are respectively a perspective view and a side view, partial and schematic, of an embodiment of a battery;
les figures 4 et 5 sont des vues en perspective de modes de réalisation d'une bande de maintien ; et les figures 6 et 7 sont des vues en perspective, partielles et schématiques, d'autres modes de réalisation d'une batterie.Figures 4 and 5 are perspective views of embodiments of a retaining strip; and Figures 6 and 7 are perspective views, partial and schematic, of other embodiments of a battery.
Description détailléedetailed description
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures. Par souci de clarté, seuls les éléments qui sont utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En outre, les figures ne sont pas tracées à l'échelle.The same elements have been designated by the same references in the different figures. For the sake of clarity, only the elements which are useful for understanding the embodiments described have been shown and are detailed. In addition, the figures are not drawn to scale.
Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue ou relative, tels que le terme dessus ou à des qualificatifs d'orientation, il est fait référence à l'orientation des figures. Sauf précision contraire, les expressions environ, sensiblement et de l'ordre de signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.In the following description, when reference is made to qualifiers of absolute or relative position, such as the term above or to qualifiers of orientation, reference is made to the orientation of the figures. Unless otherwise specified, the expressions approximately, substantially and of the order of mean to the nearest 10%, preferably to the nearest 5%.
Les figures 2 et 3 sont respectivement une vue en perspective et une vue de côté, partielles et schématiques, d'un mode de réalisation d'une batterie 10. La batterie 10 comprend plusieurs accumulateurs 12 d'axe D. A titre d'exemple, le nombre d'accumulateurs 12 peut varier de quatre, notamment pour une batterie fournissant une tension de l'ordre de 12 V, à cent, notamment pour une batterie fournissant une tension de l'ordre de 400 V. La batterie 10 est, par exemple, destinée à être utilisée pour l'alimentation d'un ordinateur portable ou d'une visseuse sans fil, par exemple avec quatre accumulateurs en série, d'un vélo à assistance électrique, d'une voiture électrique ou d'un autre véhicule électrique.Figures 2 and 3 are respectively a perspective view and a side view, partial and schematic, of an embodiment of a battery 10. The battery 10 comprises several accumulators 12 of axis D. By way of example , the number of accumulators 12 can vary from four, in particular for a battery supplying a voltage of the order of 12 V, to one hundred, in particular for a battery supplying a voltage of the order of 400 V. The battery 10 is, for example, intended to be used for the power supply of a portable computer or a cordless screwdriver, for example with four accumulators in series, of a bicycle with electric assistance, of an electric car or another electric vehicle.
Chaque accumulateur 12 comprend des première et deuxième extrémités 14 et une portion intermédiaire 16 s'étendant entre les deux extrémités. Les accumulateurs 12 ont, par exemple, uneEach accumulator 12 comprises first and second ends 14 and an intermediate portion 16 extending between the two ends. The accumulators 12 have, for example, a
B15410 - DD17369ST forme générale cylindrique, notamment à base circulaire, une forme prismatique, ou la forme d'un sachet souple. La longueur des accumulateurs 12 selon l'axe D peut varier de 30 mm à 300 mm.B15410 - DD17369ST generally cylindrical shape, in particular with circular base, a prismatic shape, or the shape of a flexible bag. The length of the accumulators 12 along the axis D can vary from 30 mm to 300 mm.
Chaque accumulateur 12 comprend, en outre, des première et deuxième bornes électriques 18, seule une borne électrique 18 d'un accumulateur étant représentée schématiquement en figure 2. Les bornes 18 sont situées sur les extrémités des accumulateurs 12. Pour chaque accumulateur 12, les deux bornes 18 peuvent être situées sur la même extrémité 14 ou la première borne 18 peut être située sur la première extrémité 14 et la deuxième borne 18 peut être située sur la deuxième extrémité 14. Les accumulateurs 12 sont connectés électriquement entre eux, en série et/ou en parallèle, par des liaisons électriques, non représentées sur les figures 2 et 3. La batterie 10 peut être contenue dans un boîtier.Each accumulator 12 further comprises first and second electrical terminals 18, only an electrical terminal 18 of an accumulator being shown diagrammatically in FIG. 2. The terminals 18 are located on the ends of the accumulators 12. For each accumulator 12, the two terminals 18 can be located on the same end 14 or the first terminal 18 can be located on the first end 14 and the second terminal 18 can be located on the second end 14. The accumulators 12 are electrically connected to each other, in series and / or in parallel, by electrical connections, not shown in FIGS. 2 and 3. The battery 10 can be contained in a housing.
La batterie 10 comprend, en outre, une bande 20 de maintien des accumulateurs 12. La bande 20 entoure au moins partiellement les accumulateurs 12. La bande 20 peut être en contact seulement avec certains des accumulateurs 12. De préférence, la bande 20 est en contact avec chaque accumulateur 12. La bande forme alors une paroi qui entoure partiellement la portion intermédiaire 16 de chaque accumulateur 12. Pour chaque accumulateur 12 avec lequel la bande 20 est en contact, la zone de contact entre la bande 20 et l'accumulateur 12 est située au moins en partie sur la portion intermédiaire 16 de l'accumulateur 12. Selon un mode de réalisation, la bande 20 forme une boucle refermée sur elle-même. La bande 20 peut entourer l'ensemble des accumulateurs 12 et/ou peut serpenter entre au moins certains des accumulateurs 12 comme cela est visible en figure 3.The battery 10 further comprises a strip 20 for holding the accumulators 12. The strip 20 at least partially surrounds the accumulators 12. The strip 20 can be in contact only with some of the accumulators 12. Preferably, the strip 20 is in contact with each accumulator 12. The strip then forms a wall which partially surrounds the intermediate portion 16 of each accumulator 12. For each accumulator 12 with which the strip 20 is in contact, the contact zone between the strip 20 and the accumulator 12 is located at least in part on the intermediate portion 16 of the accumulator 12. According to one embodiment, the strip 20 forms a closed loop on itself. The strip 20 can surround all the accumulators 12 and / or can meander between at least some of the accumulators 12 as can be seen in FIG. 3.
La bande 20 est mécaniquement sous tension de sorte qu'elle serre les accumulateurs 12 les uns contre les autres. Deux accumulateurs 12 adjacents entre lesquels ne serpente pas la bande 20 sont de préférence au contact l'un de l'autre par la portion intermédiaire 16. Sur les figures 2 et 3, l'épaisseur de la bande 20 a été agrandie à des fins d'illustration et les zones 21 de contact entre deux accumulateurs 12 adjacents entre lesquels neThe strip 20 is mechanically tensioned so that it clamps the accumulators 12 against each other. Two adjacent accumulators 12 between which the strip 20 does not meander are preferably in contact with each other by the intermediate portion 16. In FIGS. 2 and 3, the thickness of the strip 20 has been enlarged for purposes illustration and the zones 21 of contact between two adjacent accumulators 12 between which
B15410 - DD17369ST serpente pas la bande 20 ont été schématiquement représentées par des régions en noir. Selon un mode de réalisation, la bande 20 est agencée de façon à être interposée entre chaque paire d'accumulateurs 12 adjacents. Dans ce but, il peut être prévu que la bande 20 passe au moins deux fois entre deux accumulateurs 12 adjacents.B15410 - DD17369ST does not meander the strip 20 have been schematically represented by regions in black. According to one embodiment, the strip 20 is arranged so as to be interposed between each pair of adjacent accumulators 12. For this purpose, provision may be made for the strip 20 to pass at least twice between two adjacent accumulators 12.
La bande 20 a une largeur L, mesurée selon l'axe D, comprise entre le tiers de la longueur de l'accumulateur 12, mesurée selon l'axe de l'accumulateur, et 1,2 fois la longueur de l'accumulateur 12. A titre d'exemple, la bande 20 a une largeur sensiblement égale à la longueur de l'accumulateur 12.The strip 20 has a width L, measured along the axis D, between one third of the length of the accumulator 12, measured along the axis of the accumulator, and 1.2 times the length of the accumulator 12 By way of example, the strip 20 has a width substantially equal to the length of the accumulator 12.
Les figures 4 et 5 représentent des modes de réalisation de la bande 20 avant sa fixation aux accumulateurs.Figures 4 and 5 show embodiments of the strip 20 before its attachment to the accumulators.
La bande 20 comprend un empilement de films. La bande 20 comprend un film support 22 ayant deux faces 24, 26 opposées. La bande 20 comprend, en outre, un premier film adhésif 28 recouvrant la face 24, de préférence au contact de la face 24. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 4, la bande 20 ne comprend pas de film adhésif sur la face 26. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, la bande 20 comprend, en outre, un deuxième film adhésif 30 recouvrant la face 26, de préférence au contact de la face 26.The strip 20 comprises a stack of films. The strip 20 comprises a support film 22 having two opposite faces 24, 26. The strip 20 further comprises a first adhesive film 28 covering the face 24, preferably in contact with the face 24. In the embodiment shown in FIG. 4, the strip 20 does not include any adhesive film on the face 26. In the embodiment shown in FIG. 5, the strip 20 further comprises a second adhesive film 30 covering the face 26, preferably in contact with the face 26.
Le film support 22 a une épaisseur comprise par exemple entre 5 pm et 500 pm. Selon un mode de réalisation, le film support 22 comprend en majorité un matériau choisi parmi le groupe comprenant les polyimides, les polyesters, le polyétheréthercétone (PEEK), le polyéthylène naphtalate (PEN), le polyéthylène téréphtalate (PET) , les polyétherimides, les tissus de verres époxy, les fluoropolymères, les composés précédents mélangés à une charge, par exemple des fibres, les copolymères d'au moins deux de des composés et les mélanges d'au moins deux de ces composés.The support film 22 has a thickness of, for example, between 5 μm and 500 μm. According to one embodiment, the support film 22 mainly comprises a material chosen from the group comprising polyimides, polyesters, polyetheretherketone (PEEK), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), polyetherimides, epoxy glass fabrics, fluoropolymers, the above compounds mixed with a filler, for example fibers, copolymers of at least two of the compounds and mixtures of at least two of these compounds.
La bande 20 est collée aux accumulateurs 12 par l'intermédiaire du film adhésif 28 et/ou du film adhésif 30. Le film adhésif 28 et/ou 30 a une épaisseur comprise par exempleThe strip 20 is bonded to the accumulators 12 by means of the adhesive film 28 and / or the adhesive film 30. The adhesive film 28 and / or 30 has a thickness comprised for example
B15410 - DD17369ST entre 5 pm et 100 pm. Selon un mode de réalisation, le film adhésif 28 et/ou 30 est en un matériau choisi parmi le groupe comprenant les caoutchoucs naturels et de synthèse, les vinyles, les acryliques et les silicones. La propriété adhésive du film 28 et/ou 30 peut être permanente. A titre de variante, la propriété adhésive du film 28 et/ou 30 peut être activée par un procédé, par exemple par le chauffage ou par l'exposition du film 28 et/ou 30 à un rayonnement.B15410 - DD17369ST between 5 pm and 100 pm. According to one embodiment, the adhesive film 28 and / or 30 is made of a material chosen from the group comprising natural and synthetic rubbers, vinyls, acrylics and silicones. The adhesive property of the film 28 and / or 30 may be permanent. Alternatively, the adhesive property of the film 28 and / or 30 can be activated by a method, for example by heating or by exposing the film 28 and / or 30 to radiation.
L'épaisseur totale de la bande 20 est comprise par exemple entre 10 pm et 700 pm.The total thickness of the strip 20 is for example between 10 μm and 700 μm.
La bande 20 est sensiblement indéformable en traction. Toutefois, la bande 20 est une structure souple dans la mesure où elle peut être déformée notamment en flexion sous l'action d'une force extérieure sans se casser ou se déchirer.The strip 20 is substantially non-deformable in tension. However, the strip 20 is a flexible structure insofar as it can be deformed in particular in bending under the action of an external force without breaking or tearing.
De façon avantageuse, le film support 22 correspond au film support d'un circuit imprimé souple, également appelé circuit imprimé flexible.Advantageously, the support film 22 corresponds to the support film of a flexible printed circuit, also called flexible printed circuit.
Dans les modes de réalisation décrits précédemment, le film adhésif 28 recouvre la totalité de la face 24 du film support 22. A titre de variante, le film 28 peut n'être prévu sur le film support 22 qu'aux emplacements destinés à être en contact avec les accumulateurs 12 une fois la bande 20 mise en place. Il en est de même pour le film 30 lorsqu'il est présent.In the embodiments described above, the adhesive film 28 covers the entire face 24 of the support film 22. As a variant, the film 28 may be provided on the support film 22 only at the locations intended to be in contact with the accumulators 12 once the strip 20 is in place. The same is true for film 30 when it is present.
Un mode de réalisation de montage de la batterie 10 comprend la mise en place successive de chaque accumulateur 12 au contact de la bande 20 tandis que la bande est maintenue sous tension et peut être mise en forme pour permettre la mise en place de l'accumulateur suivant. Une fois que tous les accumulateurs 12 sont en place, la bande 20 peut être repliée sur elle-même et collée à elle-même pour former une boucle fermée. Lorsque la propriété adhésive du film 28 et/ou 30 est permanente, le montage est définitif dès la mise en place des accumulateurs 12. Lorsque la propriété adhésive du film 28 et/ou 30 est activée par un procédé, il est possible après l'assemblage de repositionner les accumulateurs si besoin avant de fixer la structure. Un outillageAn embodiment for mounting the battery 10 comprises the successive positioning of each accumulator 12 in contact with the strip 20 while the strip is kept under tension and can be shaped to allow the positioning of the accumulator following. Once all the accumulators 12 are in place, the strip 20 can be folded back on itself and glued to itself to form a closed loop. When the adhesive property of the film 28 and / or 30 is permanent, the assembly is final as soon as the accumulators 12 are put in place. When the adhesive property of the film 28 and / or 30 is activated by a process, it is possible after the assembly to reposition the accumulators if necessary before fixing the structure. A tool
B15410 - DD17369ST peut être utilisé pour faciliter le positionnement et l'assemblage de la bande 20. L'outillage peut comprendre deux matrices placées par exemple sur les extrémités 14 des accumulateurs 12 et maintenant en position les accumulateurs 12 pendant la mise en place de la bande 20.B15410 - DD17369ST can be used to facilitate the positioning and assembly of the strip 20. The tool can include two dies placed for example on the ends 14 of the accumulators 12 and holding the accumulators 12 in position during the positioning of the band 20.
Le maintien en position des accumulateurs 12 par la bande 20 permet l'obtention d'une batterie 10 compacte. En effet, la distance minimale séparant deux accumulateurs adjacents correspond à l'épaisseur de la bande 20 ou à la double épaisseur de la bande 20. Dans le cas où la double épaisseur de la bande 20 est égale à 0,4 mm, le volume perdu de la batterie 10 représente moins de 1 % et est donc réduit par rapport à la structure décrite en relation avec la figure 1 où le volume perdu représente entre 25 % et 45 % du volume total. En outre, on obtient un gain en masse de la batterie 10. On obtient aussi un gain en temps d'assemblage par rapport aux procédés d'assemblage qui mettent en oeuvre des étapes de collage.Keeping the accumulators 12 in position by the strip 20 makes it possible to obtain a compact battery 10. Indeed, the minimum distance separating two adjacent accumulators corresponds to the thickness of the strip 20 or to the double thickness of the strip 20. In the case where the double thickness of the strip 20 is equal to 0.4 mm, the volume lost battery 10 represents less than 1% and is therefore reduced compared to the structure described in relation to Figure 1 where the lost volume represents between 25% and 45% of the total volume. In addition, a gain in mass of the battery 10 is obtained. A gain in assembly time is also obtained compared to the assembly methods which use bonding steps.
De façon avantageuse, la forme globale de la batterie 10 peut être ajustée en fonction de l'application souhaitée. Le parcours suivi par la bande 20 est adapté pour obtenir la forme finale souhaitée de la batterie 10. Pour ajuster la forme globale de la batterie, les accumulateurs peuvent aussi être décalés axialement les uns par rapport aux autres. En outre, la présence de la bande 20 permet d'améliorer la tenue de la batterie 10 aux vibrations.Advantageously, the overall shape of the battery 10 can be adjusted according to the desired application. The path followed by the strip 20 is adapted to obtain the desired final shape of the battery 10. To adjust the overall shape of the battery, the accumulators can also be offset axially with respect to each other. In addition, the presence of the strip 20 makes it possible to improve the resistance of the battery 10 to vibrations.
Pour éviter les risques de court-circuit, les accumulateurs 12 sont généralement entourés d'une gaine isolante électriquement, par exemple en poly(chlorure de vinyle) (PVC) thermoformé, ayant une épaisseur de l'ordre de 0,1 mm et qui peut être fragile. Dans le mode de réalisation dans lequel la largeur de la bande est au moins égale à la longueur de l'accumulateur 12, la bande 20 peut jouer le rôle d'isolation électrique de l'accumulateur qu'elle entoure et la gaine isolante peut ne pas être présente. Lorsque les accumulateurs sont munis d'une gaine, la bande 20 assure en outre une protection mécanique de la gaine.To avoid the risks of short circuit, the accumulators 12 are generally surrounded by an electrically insulating sheath, for example made of thermoformed poly (vinyl chloride) (PVC), having a thickness of the order of 0.1 mm and which can be fragile. In the embodiment in which the width of the strip is at least equal to the length of the accumulator 12, the strip 20 can play the role of electrical insulation of the accumulator which it surrounds and the insulating sheath can not not be present. When the accumulators are provided with a sheath, the strip 20 also provides mechanical protection of the sheath.
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La bande 20 peut être retirée, par exemple pour remplacer l'un des accumulateurs 12 ou pour recycler la batterie 10 en fin de vie. De façon avantageuse, le film adhésif 28 et/ou 30 peut être retiré par pelage, ce qui facilite le démontage de la batterie 10.The strip 20 can be removed, for example to replace one of the accumulators 12 or to recycle the battery 10 at the end of its life. Advantageously, the adhesive film 28 and / or 30 can be peeled off, which facilitates the disassembly of the battery 10.
La figure 6 est une vue analogue à la figure 2 d'un autre mode de réalisation d'une batterie 40 comprenant l'ensemble des éléments de la batterie 10 et dans lequel la bande 20 comprend, en outre, des ouvertures 42 traversantes. Les ouvertures 42 peuvent faciliter la circulation d'un fluide permettant la régulation de la température des accumulateurs 12 de la batterie 40, par exemple de l'air ou de l'huile.Figure 6 is a view similar to Figure 2 of another embodiment of a battery 40 comprising all of the elements of the battery 10 and wherein the strip 20 further comprises through openings 42. The openings 42 can facilitate the circulation of a fluid allowing the temperature of the accumulators 12 of the battery 40 to be regulated, for example air or oil.
Selon un mode de réalisation, la bande 20 peut correspondre à un circuit imprimé. Le circuit imprimé souple comprend alors des pistes conductrices électriquement, par exemple en cuivre, sur le film support 22. Des composants électroniques ou des circuits électroniques peuvent être fixés aux pistes conductrices. Un film protecteur, isolant électriquement, peut recouvrir les pistes conductrices à l'exception des parties des pistes conductrices destinées à être connectés à des composants électroniques ou à d'autres éléments. L'épaisseur des pistes conductrices peut être comprise entre 10 pm et 35 pm. L'épaisseur du film protecteur peut être comprise entre 20 pm et 150 pm. Le circuit imprimé souple peut comprendre au moins deux niveaux de pistes conductrices.According to one embodiment, the strip 20 can correspond to a printed circuit. The flexible printed circuit then comprises electrically conductive tracks, for example made of copper, on the support film 22. Electronic components or electronic circuits can be fixed to the conductive tracks. A protective film, electrically insulating, can cover the conductive tracks with the exception of the parts of the conductive tracks intended to be connected to electronic components or to other elements. The thickness of the conductive tracks can be between 10 μm and 35 μm. The thickness of the protective film can be between 20 μm and 150 μm. The flexible printed circuit can include at least two levels of conductive tracks.
Lorsque la bande 20 est un circuit imprimé souple, la bande 20 peut alors remplir des fonctions supplémentaires en plus de jouer le rôle de maintien en position des accumulateurs 12.When the strip 20 is a flexible printed circuit, the strip 20 can then fulfill additional functions in addition to playing the role of holding the batteries 12 in position.
Selon un mode de réalisation, le circuit imprimé souple 20 peut comprendre un élément chauffant utilisé pour chauffer les accumulateurs 12. L'élément chauffant peut correspondre à une piste résistive ou piste en cuivre de section et longueur adaptées qui produit de la chaleur lorsqu'elle est traversée par un courant.According to one embodiment, the flexible printed circuit 20 can include a heating element used to heat the accumulators 12. The heating element can correspond to a resistive track or copper track of suitable section and length which produces heat when it is crossed by a current.
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Selon un mode de réalisation, le circuit imprimé souple 20 peut comprendre au moins un capteur de température pour mesurer la température au voisinage des accumulateurs 12. De préférence, le circuit imprimé souple 20 comprend plusieurs capteurs de température. Ceci permet d'obtenir des mesures de température à proximité des accumulateurs 12.According to one embodiment, the flexible printed circuit 20 can comprise at least one temperature sensor for measuring the temperature in the vicinity of the accumulators 12. Preferably, the flexible printed circuit 20 comprises several temperature sensors. This makes it possible to obtain temperature measurements near the accumulators 12.
Selon un mode de réalisation, le circuit imprimé souple 20 peut comprendre une étiquette RFID (sigle anglais pour Radiofrequency identification).According to one embodiment, the flexible printed circuit 20 can comprise an RFID (English acronym for Radiofrequency identification) label.
Le circuit imprimé souple peut être connecté aux accumulateurs 12 de la batterie. La bande 20 peut alors comprendre un ou plusieurs circuits électroniques et jouer le rôle d'un système de contrôle de la batterie adapté, par exemple, à surveiller les tensions des accumulateurs pour rester dans une plage de fonctionnement autorisée, à surveiller le niveau de charge des accumulateurs 12 et éventuellement à réaliser l'équilibre de ces charges en fin de charge, à réguler le courant de charge dans les périodes de recharge, à réguler le courant de décharge, etc.The flexible printed circuit can be connected to the accumulators 12 of the battery. The strip 20 can then comprise one or more electronic circuits and play the role of a battery control system suitable, for example, for monitoring the voltages of the accumulators to remain within an authorized operating range, for monitoring the charge level accumulators 12 and possibly achieving the balance of these charges at the end of charging, regulating the charging current in the recharging periods, regulating the discharging current, etc.
La figure 7 est une vue analogue à la figure 2 d'un autre mode de réalisation d'une batterie 50 comprenant l'ensemble des éléments de la batterie 10 et dans lequel la bande 20, qui correspond à un circuit imprimé souple, comprend, en outre, des pattes 52 qui sont repliées sur les extrémités 14 des accumulateurs 12. La bande 20 peut être connectée électriquement aux bornes 18 des accumulateurs 12 par l'intermédiaire des pattes 52. Si l'intensité du courant délivré par la batterie 50 n'est pas trop élevé, le circuit imprimé souple 20 peut être utilisé pour réaliser la connexion électrique des accumulateurs 12 entre eux. Si l'intensité du courant délivré par la batterie 40 est trop élevé, le circuit imprimé souple 20 peut être utilisé seulement pour la mesure de signaux pour chaque accumulateur 12. Dans ce cas, des contacts électriques par adhésifs conducteurs peuvent alors être utilisés du fait des très faibles courants nécessaires aux mesures de tension.FIG. 7 is a view similar to FIG. 2 of another embodiment of a battery 50 comprising all of the elements of the battery 10 and in which the strip 20, which corresponds to a flexible printed circuit, comprises, in addition, lugs 52 which are folded over the ends 14 of the accumulators 12. The strip 20 can be electrically connected to the terminals 18 of the accumulators 12 by means of the lugs 52. If the intensity of the current delivered by the battery 50 n is not too high, the flexible printed circuit 20 can be used to make the electrical connection of the accumulators 12 therebetween. If the intensity of the current delivered by the battery 40 is too high, the flexible printed circuit 20 can be used only for the measurement of signals for each accumulator 12. In this case, electrical contacts by conductive adhesives can then be used because very low currents required for voltage measurements.
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Les pattes 52 peuvent être fixées aux accumulateurs 12 par tout procédé de fixation, par exemple par vissage, par rivetage ou par soudage. Le procédé de soudage peut correspondre à un procédé de soudure par points. De tels procédés de soudure autogène sont en eux-mêmes connus et consistent à faire traverser la région à souder par un courant à l'aide de deux électrodes connectées aux pièces métalliques à assembler. Des soudures par procédés laser peuvent aussi être utilisées.The lugs 52 can be fixed to the accumulators 12 by any fixing method, for example by screwing, by riveting or by welding. The welding process can correspond to a spot welding process. Such autogenous welding methods are known in themselves and consist in passing a current through the region to be welded using two electrodes connected to the metal parts to be assembled. Laser welds can also be used.
Selon un mode de réalisation, la bande 20 peut correspondre à un circuit imprimé flexible-rigide comportant à la fois des parties rigides, sur lesquelles peuvent être fixés les composants électroniques, reliées entre elles par des parties souples.According to one embodiment, the strip 20 can correspond to a flexible-rigid printed circuit comprising both rigid parts, on which the electronic components can be fixed, connected to one another by flexible parts.
Lorsque la bande 20 correspond à un circuit imprimé souple, elle permet notamment de simplifier le câblage de la batterie 10 et de réduire le nombre de connecteur.When the strip 20 corresponds to a flexible printed circuit, it makes it possible in particular to simplify the wiring of the battery 10 and to reduce the number of connectors.
Divers modes de réalisation ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaissent à l'homme de l'art. Bien que dans les modes de réalisation décrits précédemment, une seule bande soit utilisée pour maintenir les accumulateurs, il est clair que deux bandes ou plus de deux bandes peuvent être utilisées pour maintenir les accumulateurs. Une ou plusieurs bandes supplémentaires peuvent être utilisées autour de l'ensemble constitué par tous les accumulateurs pour améliorer la tenue mécanique et le niveau de protection électrique. Dans le cas où les bandes correspondent à des circuits imprimés souples, ceci permet de séparer les fonctions supplémentaires, en plus du maintien mécanique, remplies par les circuits imprimés souples.Various embodiments have been described. Various variants and modifications appear to those skilled in the art. Although in the embodiments described above, only one strip is used to hold the accumulators, it is clear that two or more strips of two strips can be used to hold the accumulators. One or more additional strips can be used around the assembly constituted by all the accumulators to improve the mechanical strength and the level of electrical protection. In the case where the strips correspond to flexible printed circuits, this makes it possible to separate the additional functions, in addition to the mechanical support, fulfilled by the flexible printed circuits.
Divers modes de réalisation avec diverses variantes ont été décrits ci-dessus. On note que l'homme de l'art peut combiner divers éléments de ces divers modes de réalisation et variantes sans faire preuve d'activité inventive. En particulier, la bande 20 peut comprendre des ouvertures comme cela est représenté en figure 6 et peut comprendre des pattes connectées électriquementVarious embodiments with various variants have been described above. It is noted that a person skilled in the art can combine various elements of these various embodiments and variants without demonstrating inventive step. In particular, the strip 20 may include openings as shown in FIG. 6 and may include tabs electrically connected
B15410 - DD17369ST aux bornes des accumulateurs comme cela est représenté en figureB15410 - DD17369ST at the battery terminals as shown in the figure
7.7.
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