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FR2988039A1 - Systeme de batteries de vehicule comportant un conduit de ventilation. - Google Patents

Systeme de batteries de vehicule comportant un conduit de ventilation. Download PDF

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Abstract

Système de batteries de véhicule, disposant d'un compartiment contenant des batteries (2), qui comporte un conduit (10) reliant les cellules de ces batteries à l'extérieur du véhicule pour évacuer des gaz de ventilation, caractérisé en ce que le conduit de ventilation (10) remonte vers un dispositif de sortie du véhicule (20) situé au dessus du compartiment à batteries (2), comprenant une mise à l'air, et une sortie principale accessible de l'extérieur du véhicule comportant un moyen de fermeture, pour former une goulotte permettant un remplissage de ce compartiment par un liquide.

Description

SYSTEME DE BATTERIES DE VEHICULE COMPORTANT UN CONDUIT DE VENTILATION La présente invention concerne un système de batteries pour véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule hybride ou électrique équipé d'un tel système. Les véhicules hybrides ou électriques comportent généralement des accumulateurs d'énergie comprenant des cellules électrochimiques, appelés par la suite batteries, qui peuvent être réalisés suivant différentes technologies connues. Ces batteries peuvent nécessiter un système de refroidissement pour assurer les performances, la durée de vie ainsi que la sécurité. En particulier les cellules au lithium-ion disposant d'une forte densité d'énergie en fonction de la masse, nécessitent un suivi particulier de leurs conditions de fonctionnement, comme la tension ou la température, et un système de refroidissement pour les maintenir dans une plage de température réduite. Par ailleurs suivant la technologie utilisée, en cas de forte élévation accidentelle de la température, les cellules peuvent émettre une quantité importante de gaz chauds ou de liquides sous pression, qui sont toxiques ou inflammables. Afin de limiter les risques, suivant un procédé de ventilation de batteries, on dispose sur la paroi de chaque cellule un opercule fermant le volume intérieur, qui forme une soupape de sécurité s'ouvrant quand la pression interne est trop forte, pour libérer le fluide ou les gaz vers une sortie ne comportant pas de risque. Un tel procédé connu, présenté notamment dans le document FR-A1- 2949390, comporte un conduit d'évacuation des gaz de ventilation qui débouche dans la ligne d'échappement du moteur thermique, afin de rejeter ces gaz vers l'extérieur du véhicule sans risque de causer des incidents.
Toutefois, dans le cas où ne peut pas rejeter les gaz de ventilation dans une ligne d'échappement, notamment dans le cas d'un véhicule électrique ne comportant pas de moteur thermique, il faut alors prévoir une sortie de ces gaz empêchant toute infiltration d'eau qui viendrait vers les batteries, notamment lors des fortes pluies, ou des passages de gués comprenant une hauteur d'eau élevée.
En particulier, pour les véhicules comportant des batteries disposées en dessous du plancher de la caisse, ces batteries sont relativement basses, et leur protection contre des entrés d'eau est plus difficile à assurer. Par ailleurs, pour lutter contre un échauffement important ou un début d'incendie dans le compartiment des batteries, il peut être intéressant de prévoir un accès à ce compartiment permettant à des personnes intervenant sur le véhicule, comme des pompiers, d'accéder facilement et rapidement aux batteries pour les inonder par un liquide qui éteint cet incendie. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure.
Elle propose à cet effet un système de batteries de véhicule, disposant d'un compartiment contenant des batteries, qui comporte un conduit reliant les cellules de ces batteries à l'extérieur du véhicule pour évacuer des gaz de ventilation, caractérisé en ce que le conduit de ventilation remonte vers un dispositif de sortie du véhicule situé au dessus du compartiment à batteries, comprenant une mise à l'air, et une sortie principale accessible de l'extérieur du véhicule comportant un moyen de fermeture, pour former une goulotte permettant un remplissage de ce compartiment par un liquide. Un avantage de ce système de batteries, est que d'une part la mise à l'air du conduit de ventilation peut déboucher à l'extérieur du véhicule en un point assez élevé de manière à éviter des infiltrations d'eau dans le compartiment à batteries, et d'autre part ce conduit constitue en même temps de manière simple et économique, une goulotte protégée par le moyen de fermeture qui est facilement accessible, permettant une descente et un remplissage d'eau rapide en cas d'incendie des batteries.
Le système de batteries selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, la sortie principale du conduit de ventilation est 5 fermée par un bouchon. Avantageusement, la mise à l'air du conduit de ventilation comporte des petits perçages prévus pour le passage des gaz de ventilation. En particulier, les petits perçages peuvent être disposés sur les côtés du conduit de ventilation. 10 Avantageusement, le bouchon comporte sur les côtés des rebords venant recouvrir les petits perçages. Le bouchon peut comporter un joint d'étanchéité fermant le contour de la sortie principale du conduit de ventilation. Avantageusement, le dispositif de sortie du véhicule comporte une 15 trappe de fermeture fixée sur la carrosserie. Avantageusement, la trappe de fermeture comprend un verrouillage ne comportant pas d'accessibilité par l'extérieur. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile hybride ou électrique comprenant un système de batteries pour alimenter une machine 20 électrique de traction, comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. En particulier, la sortie du véhicule peut se trouver sur une aile de la carrosserie de ce véhicule. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et 25 avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'un système de batteries de véhicule selon l'invention ; 30 - la figure 2 est une vue fantôme d'un véhicule comportant ce système de batteries ; - la figure 3 est une vue de détail de la trappe d'accès au dispositif de sortie ; et - les figures 4 et 5 sont des schémas montrant deux types de bouchons comme moyen de fermeture.
Les figures 1 et 2 présentent un système de batteries 1 pour alimenter une machine électrique de traction d'un véhicule automobile électrique ou hybride, comportant une base fermée par un couvercle 4 pour former un compartiment 2 sensiblement étanche, contenant des batteries comprenant des ensembles de cellules électrochimiques.
La carrosserie du véhicule comporte une aile 30 se trouvant en arrière d'une entrée de porte 34, comprenant un passage de roue 32 qui reçoit une roue arrière. Le compartiment des batteries 2 est disposé à plat, sous le plancher du coffre 36. Les cellules électrochimiques comportent chacune un opercule relié à un conduit souple de ventilation 10, qui sort du compartiment des batteries 2 pour remonter vers un dispositif de sortie du véhicule 20 fixé sur l'aile 30 de ce véhicule, au-dessus du passage de roue 32. La figure 3 présente le dispositif de sortie du véhicule 20, comprenant un fond creux 40 fixé avec une étanchéité à l'intérieur de l'aile 30, qui est fermé par une trappe 42. L'extrémité supérieure du conduit de ventilation 10, est fixée sur le fond creux 40, et débouche par une sortie principale 44 dans ce creux. Un bouchon non représenté sur cette figure, est fixé sur la sortie principale 44 du conduit de ventilation 10 par un moyen permettant une 25 ouverture rapide, comme par exemple un vissage sur un quart de tour. Une trappe 42 fixée sur l'aile 30 par une charnière, vient fermer le creux avec un système de verrouillage ne comportant pas d'accessibilité par l'extérieur. La trappe 42 peut comporter un joint assurant une étanchéité du creux fermé par cette trappe. 30 L'extrémité supérieure du conduit de ventilation 10, comporte un petit perçage protégé par le bouchon et par la trappe 42, permettant une mise à l'air des gaz de ventilation qui pourraient être dégagés accidentellement par les cellules électrochimiques des batteries contenues dans le compartiment 2. On obtient ainsi une évacuation des gaz de ventilation protégée, se trouvant à un point élevé du véhicule, qui peut être facilement disposée à une hauteur de plus de 500mm représentant la hauteur d'eau maximum généralement admise pour le passage d'un gué. Cette mise à l'air permet à la fois de garantir une bonne évacuation des gaz de ventilation vers l'extérieur à un endroit ne présentant pas de danger, et d'empêcher des infiltrations d'eau dans cette évacuation. On obtient de plus un moyen permettant à des secouristes d'intervenir rapidement, en forçant sur la trappe 42 ou en la cassant avec un outil quelconque, et en ouvrant le bouchon pour introduire de l'eau dans le conduit de ventilation 10 formant une goulotte d'alimentation afin de noyer facilement le compartiment des batteries 2, et ainsi refroidir les cellules électrochimiques, ou éteindre un début d'incendie dans ce compartiment. Le conduit de ventilation 10 comporte une section ainsi qu'une résistance des matériaux calculées pour tenir à une pression d'eau relativement importante, provenant d'un débit élevé qui peut être de l'ordre 20 de 500 l/mn, délivré par des engins de projection d'eau des pompiers. La trappe 42 comprenant un verrouillage ne comportant pas d'accessibilité par l'extérieur, permet d'éviter des erreurs ou des actes de malveillance par des personnes ouvrant cette trappe sans raison valable. Il faut alors forcer ou casser cette trappe 42, ce qui laisse des traces et permet 25 de vérifier que l'on est intervenu dessus. On notera que dans le cas de l'utilisation d'une caisse d'un véhicule prévu initialement pour recevoir un moteur thermique, on peut avantageusement utiliser la trappe 42 fermant la goulotte de remplissage du réservoir de carburant, pour réaliser celle du conduit de ventilation 10. On 30 peut aussi reprendre pour le conduit de ventilation 10, le passage prévu pour la goulotte de remplissage du carburant avec des fixations similaires, ce qui permet de standardiser les différents véhicules. De cette manière, on peut conserver les mêmes tôles de carrosserie, et reprendre l'outillage de fabrication des caisses de ces véhicules.
La figure 4 présente l'extrémité supérieure du conduit de ventilation 10, dont la sortie principale 44 est fermée par un bouchon 50 appuyant sur le contour de cette ouverture par un joint d'étanchéité souple 52. Le bouchon 50 comporte des rebords 56 venant suffisamment recouvrir cette extrémité, qui disposent à l'intérieur d'une zone de fixation 58 comprenant par exemple un filetage. Ces rebords 56 couvrent des petits perçages latéraux 54 de mise à l'air réalisés sur le côté du conduit de ventilation 10, de manière à permettre la sortie des gaz tout en protégeant ce conduit d'infiltrations d'eau en cas de projections venant d'une forte pluie, ou d'un passage de gué important par exemple.
La figure 5 présente en variante les petits perçages latéraux 54 de mise à l'air réalisés en arrière de la zone de fixation 58, les rebords 56 du bouchon 50 étant suffisamment longs pour couvrir ces perçages latéraux. Le système de batteries suivant l'invention peut être utilisé avantageusement avec des accumulateurs au lithium-ion, mais aussi avec tous types de cellules électrochimiques susceptibles d'éjecter des fluides.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1 - Système de batteries de véhicule, disposant d'un compartiment contenant des batteries (2), qui comporte un conduit (10) reliant les cellules de ces batteries à l'extérieur du véhicule pour évacuer des gaz de ventilation, caractérisé en ce que le conduit de ventilation (10) remonte vers un dispositif de sortie du véhicule (20) situé au dessus du compartiment à batteries (2), comprenant une mise à l'air (54), et une sortie principale (44) accessible de l'extérieur du véhicule comportant un moyen de fermeture (50), pour former une goulotte permettant un remplissage de ce compartiment par un liquide.
  2. 2 - Système de batteries selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie principale (44) du conduit de ventilation (10) est fermée par un bouchon (50).
  3. 3 - Système de batteries selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la mise à l'air du conduit de ventilation (10) comporte des petits perçages (54) prévus pour le passage des gaz de ventilation.
  4. 4 - Système de batteries selon la revendication 3, caractérisé en ce que les petits perçages (54) sont disposés sur les côtés du conduit de ventilation (10).
  5. 5 - Système de batteries selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que le bouchon (50) comporte sur les côtés des rebords (56) venant recouvrir les petits perçages (54).
  6. 6 - Système de batteries selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bouchon (50) comporte un joint d'étanchéité (52) fermant le contour de la sortie principale (44) du conduit de ventilation (10).
  7. 7 - Système de batteries selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de sortie du véhicule (20) comporte une trappe de fermeture (42) fixée sur la carrosserie.
  8. 8 - Système de batteries selon la revendication 7, caractérisé en ce que 30 la trappe de fermeture (42) comprend un verrouillage ne comportant pas d'accessibilité par l'extérieur.
  9. 9 - Véhicule automobile hybride ou électrique comprenant un système de batteries (1) pour alimenter une machine électrique de traction, caractérisé en ce que ce système est réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes.
  10. 10 - Véhicule automobile hybride ou électrique selon la revendication 9, caractérisé en ce que la sortie du véhicule (20) se trouve sur une aile (30) de la carrosserie de ce véhicule.
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