FR3116240A1 - BATTERY SYSTEM INCLUDING A PROTECTIVE SCREEN - Google Patents
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Abstract
Système de batterie comprenant : - une batterie (1), comprenant une enceinte hermétique (2) contenant un module ou une cellule de batterie, et comprenant un dispositif de limitation de pression (3) d’un gaz régnant dans cette enceinte hermétique (2), - et un écran de protection (4) de la batterie (1), cet écran (4) étant fixe par rapport à la batterie (1) et protégeant une face de la batterie (1) contre des intrusions de corps étrangers, le dispositif de limitation de pression (3) dirigeant un jet de gaz, provenant du gaz en surpression régnant dans cette enceinte hermétique, contre une zone prédéterminée (6) de l’écran (4), la zone prédéterminée (6) comprenant une paroi (7) destructible au contact du jet de gaz et créant un passage du gaz à travers l’écran lorsque la paroi (7) est détruite. Figure 2.Battery system comprising: - a battery (1), comprising a hermetic enclosure (2) containing a module or a battery cell, and comprising a device for limiting the pressure (3) of a gas prevailing in this hermetic enclosure (2 ), - and a protective screen (4) for the battery (1), this screen (4) being fixed relative to the battery (1) and protecting one face of the battery (1) against intrusion by foreign bodies, the pressure limiting device (3) directing a jet of gas, originating from the overpressure gas prevailing in this hermetic enclosure, against a predetermined zone (6) of the screen (4), the predetermined zone (6) comprising a wall (7) destructible in contact with the gas jet and creating a gas passage through the screen when the wall (7) is destroyed. Figure 2.
Description
La présente invention concerne un système de batterie comprenant une protection, dit écran, destinée à être placée sous un véhicule, notamment sous une batterie de traction de ce véhicule. Cette invention concerne en particulier un véhicule à motricité électrique ou hybride, et comprenant cette batterie de traction.The present invention relates to a battery system comprising a protection, called screen, intended to be placed under a vehicle, in particular under a traction battery of this vehicle. This invention relates in particular to a vehicle with electric or hybrid drive, and comprising this traction battery.
On connaît de telles protections formant un écran de protection du soubassement d’un véhicule. Une telle protection a par exemple pour fonction :
- une fonction aérodynamiques en réalisant un carénage profilé, et/ou
- une fonction de protection d’équipements sensibles vis-à-vis des projections de gravillons ou l’eau projetés par les roues du véhicule.Such protections forming a protective screen for the underbody of a vehicle are known. Such protection has for example the following function:
- an aerodynamic function by producing a streamlined fairing, and/or
- a protection function for sensitive equipment against the projection of gravel or water projected by the wheels of the vehicle.
Un tel écran comprend un corps réalisé en un matériau déformable comme les matériaux thermoplastiques, le corps présentant une première face en contact avec un châssis du véhicule et/ou avec la batterie, et une deuxième face tournée vers l'extérieur du véhicule, mais pas nécessairement.Such a screen comprises a body made of a deformable material such as thermoplastic materials, the body having a first face in contact with a chassis of the vehicle and/or with the battery, and a second face turned towards the outside of the vehicle, but not necessarily.
On entendra par protection, ou par écran, dans tout le texte de ce document, une protection d’un équipement sensible, par exemple sensible aux projections d’eau ou de gravillons, cette protection formant optionnellement un carénage aérodynamique du véhicule.By protection, or by screen, throughout the text of this document, we mean protection of sensitive equipment, for example sensitive to splashes of water or gravel, this protection optionally forming an aerodynamic fairing of the vehicle.
On entendra par carénage dans tout le texte de ce document, la peau extérieure de l’écran en contact avec le flux d’air provoqué par la vitesse du véhicule en marche.Throughout the text of this document, fairing will be understood to mean the outer skin of the screen in contact with the flow of air caused by the speed of the vehicle in motion.
On comprendra par soubassement dans tout le texte de ce document, une face du véhicule en vis à vis d’une surface de roulage du véhicule, par exemple la route pour un véhicule automobile. Ce soubassement regroupe tous les équipements qui seraient directement exposés aux projections de la surface de roulage sans la présence de la protection. Pour la route, ces projections sont par exemple des gravillons, des pierres, de l’eau, projetés par les roues, ou encore des obstacles volumineux par-dessus lesquels le véhicule rentre en contact. Ce soubassement comprend, à titre d’exemples non limitatifs, une partie du châssis, notamment le dessous d’un plancher, un réservoir, un bloc batterie comprenant une enceinte hermétique dans laquelle se trouvent un ou plusieurs modules de batterie, et des équipements sensibles comme des conduites, des faisceaux électriques, des connecteurs, des capteurs, ou des moyens d’aération d’une batterie.Throughout the text of this document, the term “base” will be understood to mean a face of the vehicle opposite a rolling surface of the vehicle, for example the road for a motor vehicle. This base includes all the equipment that would be directly exposed to projections from the rolling surface without the presence of the protection. For the road, these projections are, for example, gravel, stones, water, projected by the wheels, or bulky obstacles over which the vehicle comes into contact. This base comprises, by way of non-limiting examples, a part of the chassis, in particular the underside of a floor, a tank, a battery unit comprising a hermetic enclosure in which there are one or more battery modules, and sensitive equipment such as lines, wiring harnesses, connectors, sensors, or battery venting means.
On comprendra par batterie, dans tout le texte de ce document, un ensemble comprenant au moins un module de batterie contenant au moins une cellule électrochimique, la batterie de servitude étant considérée équivalente à au moins un module. Cette batterie comprend éventuellement des moyens électriques ou électroniques pour la gestion d’énergie électrique de ce au moins un module. Lorsqu’il y a plusieurs modules, ils sont regroupés dans un carter et forment alors un bloc batterie, ce bloc batterie étant souvent désigné par l’expression anglaise « pack batteries », ce carter formant une enceinte hermétique et comprenant généralement une interface de montage, et des bornes de raccordement.Battery will be understood throughout the text of this document as an assembly comprising at least one battery module containing at least one electrochemical cell, the service battery being considered equivalent to at least one module. This battery optionally comprises electrical or electronic means for managing the electrical energy of this at least one module. When there are several modules, they are grouped together in a housing and then form a battery block, this battery block being often designated by the English expression "battery pack", this housing forming a hermetic enclosure and generally comprising a mounting interface , and connection terminals.
Par ailleurs, on comprendra par cellule électrochimique dans tout le texte de ce document, des cellules générant du courant par réaction chimique, par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion), de type Ni-Mh, ou Ni-Cd ou encore plomb.Furthermore, the term electrochemical cell will be understood throughout the text of this document to mean cells generating current by chemical reaction, for example of the lithium-ion (or Li-ion) type, of the Ni-Mh or Ni-Cd or still lead.
En outre, l'utilisation d'une batterie étanche (hermétique) hors des conditions nominales, comme par exemple lors d'une surcharge accidentelle, d'un court-circuit, ou lors d'une exposition à une température supérieure à la température maximale de fonctionnement, crée un risque d'explosion. En effet, de telles situations entraînent des réactions de l'électrochimie qui génèrent des gaz. L'accumulation de ces gaz entraîne une augmentation de la pression interne de la batterie, qui peut conduire à un éclatement violent du bac et à la projection de composés chimiques nocifs et corrosifs pour l'environnement et les personnes situées à proximité.In addition, the use of a sealed (hermetic) battery outside nominal conditions, such as during an accidental overload, a short circuit, or during exposure to a temperature higher than the maximum temperature operation, creates a risk of explosion. Indeed, such situations lead to electrochemical reactions that generate gases. The accumulation of these gases leads to an increase in the internal pressure of the battery, which can lead to a violent bursting of the container and the projection of harmful and corrosive chemical compounds for the environment and the people located nearby.
Ainsi des dispositifs de sécurité, limitant la pression, sont rajoutés sur la batterie, dispositifs qui évitent l'accumulation des gaz à l'intérieur de l’enceinte hermétique et permettent leur évacuation lorsque la pression interne excède une valeur prédéterminée. Certains de ces dispositifs possèdent également la fonction de coupe-circuit, c'est-à-dire qu'ils sont aussi aptes à isoler électriquement et de façon irréversible, les appareils connectés à la batterie. Certains dispositifs de sécurité se présentent sous la forme d’une membrane fusible, ou d’une soupape dont le diamètre est dimensionné en fonction du débit de gaz prédéterminé.Thus safety devices, limiting the pressure, are added to the battery, devices which prevent the accumulation of gases inside the hermetic enclosure and allow their evacuation when the internal pressure exceeds a predetermined value. Some of these devices also have the circuit breaker function, that is to say they are also capable of electrically and irreversibly isolating the devices connected to the battery. Some safety devices are in the form of a fusible membrane, or a valve whose diameter is sized according to the predetermined gas flow.
On connait par exemple du document de brevet FR-A1-3039710 une membrane de type opercule couplée à un coupe circuit.We know, for example, from patent document FR-A1-3039710 of a membrane of the seal type coupled to a circuit breaker.
Par exemple, on connait du document de brevet US-A1-8940423 un moyen de guidage de ce gaz à travers cette écran de protection et vers le sol, la protection étant ici un plancher de véhicule, le pack batteries étant placée au-dessus de ce plancher. Ce plancher comprend un déflecteur désaffleurant et diminuant la garde au sol du véhicule, pour protéger le moyen de guidage et un dispositif de sécurité.For example, we know from the patent document US-A1-8940423 a means of guiding this gas through this protective screen and towards the ground, the protection here being a vehicle floor, the battery pack being placed above this floor. This floor comprises a deflector that raises the surface and reduces the ground clearance of the vehicle, to protect the guide means and a safety device.
Malheureusement ce déflecteur est encombrant et diminue la garde au sol.Unfortunately, this deflector is bulky and reduces ground clearance.
Le but de l’invention est de remédier à cet inconvénient tout en assurant une bonne protection du dispositif de sécurité vis-à-vis des risques de projections d’eau et de gravillons.The object of the invention is to remedy this drawback while ensuring good protection of the safety device against the risk of water splashes and gravel.
A cet effet, l’invention a pour objet un système de batterie comprenant :
- une batterie, comprenant une enceinte hermétique contenant un module ou une cellule de batterie, et comprenant un dispositif de limitation de pression d’un gaz régnant dans cette enceinte hermétique,
- et un écran de protection de la batterie, cet écran étant fixe par rapport à la batterie et protégeant une face de la batterie contre des intrusions de corps étrangers,
le dispositif de limitation de pression dirigeant un jet de gaz, provenant du gaz en surpression régnant dans cette enceinte hermétique, contre une zone prédéterminée de l’écran, la zone prédéterminée comprenant une paroi destructible au contact du jet de gaz et créant un passage du jet de gaz à travers l’écran lorsque la paroi est détruite.To this end, the subject of the invention is a battery system comprising:
- a battery, comprising a hermetic enclosure containing a module or a battery cell, and comprising a device for limiting the pressure of a gas prevailing in this hermetic enclosure,
- and a battery protection screen, this screen being fixed relative to the battery and protecting one side of the battery against intrusion by foreign bodies,
the pressure limiting device directing a jet of gas, coming from the overpressure gas prevailing in this hermetic enclosure, against a predetermined zone of the screen, the predetermined zone comprising a destructible wall in contact with the gas jet and creating a passage of the jet of gas through the screen when the wall is destroyed.
Ainsi l’écran n’est plus un obstacle au jet de gaz, et ce dernier ne dévie plus le jet de gaz vers des équipements sensibles. En outre, tant que le gaz n’est pas en surpression dans l’enceinte hermétique, c’est-à-dire lors d’un fonctionnement normal de la batterie, la face de la batterie reste protégée et donc le dispositif de limitation aussi, alors même que l’écran n’a aucune partie en saillie sur sa face opposée à la batterie ce qui permet, dans le cas d’une application pour un véhicule, de préserver la garde au sol et la fonction aérodynamique de l’écran.Thus the screen is no longer an obstacle to the gas jet, and the latter no longer deflects the gas jet towards sensitive equipment. In addition, as long as the gas is not under overpressure in the hermetic enclosure, that is to say during normal operation of the battery, the face of the battery remains protected and therefore the limitation device as well. , even though the screen has no protruding part on its face opposite the battery which makes it possible, in the case of an application for a vehicle, to preserve the ground clearance and the aerodynamic function of the screen .
Selon un mode de réalisation de l’invention, la paroi destructible est thermo-fusible.According to one embodiment of the invention, the destructible wall is heat-fusible.
En effet, un tel jet de gaz a une température élevée, généralement entre 300 et 500 °C, il est alors avantageux d’utiliser cette caractéristique de température élevée pour enclencher la destruction de la paroi.Indeed, such a gas jet has a high temperature, generally between 300 and 500°C, it is then advantageous to use this high temperature characteristic to trigger the destruction of the wall.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, la paroi destructible thermo-fusible a une température de fusion comprise entre 100°C et 200°C.According to a particular characteristic of the invention, the heat-fusible destructible wall has a melting temperature of between 100°C and 200°C.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, la paroi destructible thermo-fusible a une température de fusion comprise entre 150°C et 200°C.According to a particular characteristic of the invention, the heat-fusible destructible wall has a melting temperature of between 150°C and 200°C.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, la paroi destructible thermo-fusible a une température de fusion comprise entre 200°C et 300°C.According to a particular characteristic of the invention, the heat-fusible destructible wall has a melting temperature of between 200°C and 300°C.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la paroi est un amincissement de l’écran.According to one embodiment of the invention, the wall is a thinning of the screen.
Ainsi l’écran peut être simplement réalisé en une seule pièce.Thus the screen can simply be made in one piece.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la paroi est un opercule.According to one embodiment of the invention, the wall is a lid.
Par exemple, une prédécoupe circonférentielle délimite la paroi, cette prédécoupe se déchirant sous l’effet de la pression du jet de gaz, ou fondant sous l’effet de la température du jet de gaz.For example, a circumferential pre-cut delimits the wall, this pre-cut tearing under the effect of the pressure of the gas jet, or melting under the effect of the temperature of the gas jet.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la paroi est réalisée avec une matière différente de l’écran.According to one embodiment of the invention, the wall is made of a material different from the screen.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la paroi est réalisée en éthylène-propylène-diène monomère.According to one embodiment of the invention, the wall is made of ethylene-propylene-diene monomer.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la paroi est réalisée par un procédé de bi-injection avec l’écran.According to one embodiment of the invention, the wall is produced by a bi-injection process with the screen.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de limitation de pression comprend une conduite acheminant le jet de gaz de l’enceinte hermétique en surpression à la zone prédéterminée.According to one embodiment of the invention, the pressure limiting device comprises a pipe conveying the gas jet from the sealed enclosure under overpressure to the predetermined zone.
Ainsi l’effet destructeur du jet de gaz n’est pas dispersé, et reste concentré sur la zone prédéterminée, notamment sur la paroi destructible.Thus the destructive effect of the gas jet is not dispersed, and remains concentrated on the predetermined area, in particular on the destructible wall.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de limitation de pression comprend une membrane de rupture libérant le gaz en suppression.According to one embodiment of the invention, the pressure limiting device comprises a rupture membrane releasing the suppressed gas.
Ce dispositif de limitation de pression est par exemple un dispositif de sécurité, dont la membrane de rupture cède à cause de la surpression.This pressure limiting device is for example a safety device, the rupture membrane of which gives way due to the overpressure.
On comprendra par surpression, dans tout le texte de ce document, une pression dans l’enceinte hermétique dépassant un seuil de pression anormal prédéterminé. Ce seuil de pression anormal est par exemple compris entre 0,344 et 1,03 MPa (50 à 150 psi) pour une application sur une batterie de traction d’un véhicule électrique. Ainsi, dès que ce seuil anormal est atteint, la membrane de rupture cède et laisse passer un jet de gaz guidé vers la paroi qui se détruit sous l’effet destructeur du jet de gaz.Overpressure will be understood throughout the text of this document as a pressure in the hermetic enclosure exceeding a predetermined abnormal pressure threshold. This abnormal pressure threshold is for example between 0.344 and 1.03 MPa (50 to 150 psi) for an application on a traction battery of an electric vehicle. Thus, as soon as this abnormal threshold is reached, the rupture membrane yields and allows a jet of gas to pass guided towards the wall which is destroyed under the destructive effect of the gas jet.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la membrane de rupture obstrue l’extrémité de la conduite la plus proche de la paroi destructible.According to one embodiment of the invention, the rupture membrane obstructs the end of the pipe closest to the destructible wall.
Cette caractéristique offre simultanément au moins deux avantages :
- cette membrane de rupture, et le dispositif de limitation de pression d’une manière général, devient facilement accessible pour des opérations de maintenance, car il suffit pour cela de démonter l’écran pour avoir un plein accès immédiat.
- lorsque la membrane de rupture se rompt, la déformation de la membrane de rupture peut aider à la destruction de la paroi proche. Par exemple, lorsque cette membrane est métallique et comprend une prédécoupe en étoile, les pointes de la membrane de rupture formées après sa rupture peuvent venir en contact avec la paroi et amorcer ou amplifier sa destruction. En outre, il est avantageux que l’effet d’explosion de la membrane de rupture soit proche de la paroi pour que cette dernière puisse être déchirée par le souffle du jet de gaz et/ou la température élevée du jet de gaz avant que ce souffle et/ou cette température ne soient atténués.This characteristic simultaneously offers at least two advantages:
- This rupture membrane, and the pressure limiting device in general, becomes easily accessible for maintenance operations, because it suffices to remove the screen for immediate full access.
- when the rupture membrane ruptures, the deformation of the rupture membrane can contribute to the destruction of the close wall. For example, when this membrane is metallic and includes a star-shaped pre-cut, the points of the rupture membrane formed after its rupture can come into contact with the wall and initiate or amplify its destruction. In addition, it is advantageous for the explosion effect of the rupture membrane to be close to the wall so that the latter can be torn by the blast of the gas jet and/or the high temperature of the gas jet before this breath and/or this temperature are attenuated.
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 :Other features and advantages will appear on reading the description below of a particular, non-limiting embodiment of the invention, made with reference to the figures in which:
Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En outre, dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées. Les références des éléments inchangés ou ayant la même fonction sont communes à toutes les figures, et les variantes de réalisation.It should be borne in mind that the figures are given by way of examples and do not limit the invention. They constitute schematic representations of principle intended to facilitate understanding of the invention and are not necessarily at the scale of practical applications. Furthermore, in what follows, reference is made to all the figures taken in combination. When reference is made to a specific figure or figures, these figures are to be taken in combination with the other figures for the recognition of the designated reference numerals. The references of the unchanged elements or having the same function are common to all the figures, and the variant embodiments.
Les figures divulguentun système de batterie comprenant :
- une batterie 1, comprenant une enceinte hermétique 2 contenant un module ou une cellule de batterie, et comprenant un dispositif de limitation de pression 3 d’un gaz régnant dans cette enceinte hermétique 2,
- et un écran de protection 4 de la batterie 1, cet écran 4 étant fixe par rapport à la batterie 1 et protégeant une face 5 de la batterie 1 contre des intrusions de corps étrangers,
le dispositif de limitation de pression 3 dirigeant un jet de gaz, provenant du gaz en surpression régnant dans cette enceinte hermétique, contre une zone prédéterminée 6 de l’écran 4. The figures disclose a battery system comprising:
- a battery 1, comprising a hermetic enclosure 2 containing a module or a battery cell, and comprising a device 3 for limiting the pressure of a gas prevailing in this hermetic enclosure 2,
- and a protective screen 4 of the battery 1, this screen 4 being fixed with respect to the battery 1 and protecting a face 5 of the battery 1 against the intrusion of foreign bodies,
the pressure limiting device 3 directs a jet of gas, coming from the overpressure gas prevailing in this hermetic enclosure, against a predetermined zone 6 of the screen 4.
La zone prédéterminée 6 comprend une paroi 7 destructible au contact du jet de gaz et crée un passage du gaz à travers l’écran 4 lorsque la paroi 7 est détruite.The predetermined zone 6 comprises a wall 7 that is destructible in contact with the gas jet and creates a gas passage through the screen 4 when the wall 7 is destroyed.
La paroi destructible 7 est par exemple thermo-fusible. Sa température de fusion est par exemple comprise entre 100°C et 200°C, notamment entre 150°C et 200°C, ou encore comprise entre 200°C et 300°C.The destructible wall 7 is for example thermo-fusible. Its melting point is for example between 100°C and 200°C, in particular between 150°C and 200°C, or even between 200°C and 300°C.
Mais ce n’est pas obligatoire, et en variante ou en complément, la paroi 7 est un amincissement de l’écran 4.But this is not mandatory, and as a variant or in addition, the wall 7 is a thinning of the screen 4.
Par exemple, en variante ou en complément, la paroi 7 est un opercule pouvant se déchirer sous la pression du jet de gaz, et par exemple en combinaison avec la fusion de la paroi sous l’effet de la chaleur du jet de gaz.For example, as a variant or in addition, the wall 7 is a cover that can tear under the pressure of the gas jet, and for example in combination with the melting of the wall under the effect of the heat of the gas jet.
La paroi 7 est par exemple réalisée avec une matière différente de l’écran 4, par exemple en éthylène-propylène-diène monomère.The wall 7 is for example made with a material different from the screen 4, for example in ethylene-propylene-diene monomer.
La paroi 7 est réalisée par exemple par un procédé de bi-injection avec l’écran 4.The wall 7 is produced for example by a bi-injection process with the screen 4.
Le dispositif de limitation de pression 3 comprend une conduite 8 acheminant le jet gaz de l’enceinte hermétique en surpression 2 à la zone prédéterminée 6. Cette conduite 8 n’a pas nécessairement une section circulaire, et cette section n’est pas obligatoirement fermée : cette conduite 8 peut être un déflecteur ou un guide orientant le jet de gaz. Cependant il est avantageux que la section soit fermée de façon à assurer que la totalité du jet de gaz soit acheminée contre la paroi 7, c’est-à-dire, une fois que cette paroi 7 est détruite, acheminer la totalité du jet de gaz à travers l’écran 4.The pressure limiting device 3 comprises a pipe 8 conveying the gas jet from the sealed enclosure under overpressure 2 to the predetermined zone 6. This pipe 8 does not necessarily have a circular section, and this section is not necessarily closed. : This pipe 8 can be a deflector or a guide directing the gas jet. However, it is advantageous for the section to be closed so as to ensure that the entire jet of gas is routed against the wall 7, that is to say, once this wall 7 is destroyed, route the entire jet of gas through the screen 4.
Ce dispositif de limitation de pression 3 comprend par exemple une membrane de rupture 9 libérant le gaz en suppression, mais d’autres technologies sont envisageables, notamment les technologies à soupapes de surpression.This pressure limiting device 3 comprises for example a rupture membrane 9 releasing the suppressed gas, but other technologies are possible, in particular technologies with pressure relief valves.
La membrane de rupture 9 obstrue avantageusement l’extrémité de la conduite 8 la plus proche de la paroi 7 destructible. Sur la
Cette invention s’applique avantageusement à un véhicule à motricité électrique comprenant au moins une machine motrice électrique, et un soubassement comprenant :
- la batterie 1 alimentant la machine motrice électrique, via par exemple un convertisseur de courant du véhicule,
- l’écran 4 protégeant au moins la face 5 de la batterie et formant un carénage aérodynamique du soubassement.This invention advantageously applies to an electric motor vehicle comprising at least one electric motor machine, and a base comprising:
- the battery 1 supplying the electric driving machine, via for example a current converter of the vehicle,
- The screen 4 protecting at least the face 5 of the battery and forming an aerodynamic fairing of the base.
Avantageusement l’écran 4 recouvre en partie ou entièrement une face de dessous de la batterie 1, mais pas nécessairement.Advantageously the screen 4 partly or entirely covers a bottom face of the battery 1, but not necessarily.
Comme illustré sur les figures 1 et 2, la face 5 protégée par l’écran 4 est une face verticale de la batterie 1, et frontale à la batterie 1 par rapport au sens de marche avant du véhicule. Cette face 5 supporte par exemple des équipements sensibles protégés par l’écran 4 comme :
- des faisceaux de fluides ou de courant,
- des dispositifs d’aération ou de ventilation de la batterie 1 comprenant par exemple des membranes perméables permettant de compenser les différences de pressions entre l’enceinte hermétique 2 et l’extérieur dues aux variations de températures ambiantes et d’utilisation normale des modules,
- des connectiques électriques et fluidiques,
- des boitiers électroniques de puissance ou de contrôle de la batterie 1 ou de tout autre équipement du véhicule.As illustrated in Figures 1 and 2, the face 5 protected by the screen 4 is a vertical face of the battery 1, and frontal to the battery 1 with respect to the forward direction of the vehicle. This face 5 supports for example sensitive equipment protected by the screen 4 such as:
- bundles of fluids or current,
- aeration or ventilation devices for the battery 1 comprising, for example, permeable membranes making it possible to compensate for the pressure differences between the hermetic enclosure 2 and the outside due to variations in ambient temperatures and normal use of the modules,
- electrical and fluidic connections,
- electronic boxes for power or control of the battery 1 or of any other equipment of the vehicle.
Cette batterie 1 est positionnée sous un plancher 13 du véhicule, mais ce n’est pas obligatoire, cette batterie 1 pouvant être positionnée sur le plancher 13, ce plancher 13 servant alors de protection pour la batterie 1 et l’écran 4 étant alors une partie du plancher 13.This battery 1 is positioned under a floor 13 of the vehicle, but this is not compulsory, this battery 1 being able to be positioned on the floor 13, this floor 13 then serving as protection for the battery 1 and the screen 4 then being a part of the floor 13.
Mais dans la variante illustrée, la batterie 1 est positionnée sous le plancher 13 et l’écran 4 est une protection rajoutée pour protéger la face 5. Cet écran 4 est, à son extrémité arrière, en appui contre une extrémité avant inférieure de la batterie 1 et par exemple fixé à la batterie 1, et fixé à son extrémité avant à une autre protection du véhicule ou au châssis du véhicule. Ce châssis est par exemple monocoque et comprend le plancher 13. La batterie 1 et en particulier l’enceinte hermétique 2 peut en outre intégrer une partie du châssis 13, on parle alors de batterie 1 structurante. Par exemple, l’enceinte hermétique 2 illustrée sur la
Cet écran 4 est par exemple réalisé en matière plastique, notamment en plastique du type polypropylène chargé de fibres de verre, alors que la paroi 7 n’est pas chargée.This screen 4 is for example made of plastic material, in particular plastic of the polypropylene type loaded with glass fibers, while the wall 7 is not loaded.
Claims (10)
- une batterie (1), comprenant une enceinte hermétique (2) contenant un module ou une cellule de batterie, et comprenant un dispositif de limitation de pression (3) d’un gaz régnant dans cette enceinte hermétique (2),
- et un écran de protection (4) de la batterie (1), cet écran (4) étant fixe par rapport à la batterie (1) et protégeant une face (5) de la batterie (1) contre des intrusions de corps étrangers,
le dispositif de limitation de pression (3) dirigeant un jet de gaz, provenant du gaz en surpression régnant dans cette enceinte hermétique, contre une zone prédéterminée (6) de l’écran (4), caractérisé en ce que la zone prédéterminée (6) comprend une paroi (7) destructible au contact du jet de gaz et créant un passage du gaz à travers l’écran lorsque la paroi (7) est détruite.Battery system including:
- a battery (1), comprising a hermetic enclosure (2) containing a module or a battery cell, and comprising a device for limiting the pressure (3) of a gas prevailing in this hermetic enclosure (2),
- and a protective screen (4) of the battery (1), this screen (4) being fixed with respect to the battery (1) and protecting one face (5) of the battery (1) against intrusion of foreign bodies ,
the pressure limiting device (3) directing a jet of gas, coming from the overpressure gas prevailing in this hermetic enclosure, against a predetermined zone (6) of the screen (4), characterized in that the predetermined zone (6 ) comprises a wall (7) destructible in contact with the gas jet and creating a passage of gas through the screen when the wall (7) is destroyed.
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WO2013072468A2 (en) * | 2011-11-16 | 2013-05-23 | Johnson Controls Advanced Power Solutions Gmbh | Pressure relief element, pressure relief device and battery |
US8940423B2 (en) | 2011-12-15 | 2015-01-27 | Lg Chem, Ltd. | Vehicle battery pack container |
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