FR3056022B1 - Dispositif d'interconnexion electrique d'elements de batterie et batterie d'accumulateurs pourvue d'un tel dispositif - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'interconnexion (20) d'éléments de batterie (12) comprenant au moins un ruban conducteur électrique (22) avec au moins une zone de contact (30) pour élément de batterie, et au moins un aimant (32), permanent, associé à la zone de contact (30) et configuré pour une application de la zone de contact (30) sur une borne (14+) d'un élément de batterie (12) par interaction magnétique avec l'élément de batterie. Conformément à l'invention : - la zone de contact (30) du ruban présente un relief d'emboutissage (34) du ruban, le relief d'emboutissage (34) formant un réceptacle pour aimant, - l'aimant (32) est logé dans ledit réceptacle pour aimant. L'invention concerne également une batterie d'accumulateur utilisant le dispositif d'interconnexion. Application aux batteries d'alimentation d'outils électroportatifs, notamment.

Description

Dispositif d'interconnexion électrique d'éléments de batterie et batterie d'accumulateurs pourvue d'un tel dispositif

Domain technique

La présente invention concerne un dispositif d'interconnexion d'éléments de batterie et une batterie équipée d'un tel dispositif.

Les éléments de batterie sont des accumulateurs d'énergie électrique mis en série et/ou en parallèle pour la formation d'une batterie d'accumulateurs. La mise en série et /ou en parallèle des éléments de batterie permet de fournir une énergie électrique avec une tension et un courant adaptés à un équipement électrique auquel est destiné la batterie. L'interconnexion des éléments de batterie permet aussi leur recharge concomitante en énergie électrique.

La présente invention trouve des applications pour l'alimentation en énergie d'équipements électriques ou d’outils électroportatifs. Elfe trouve également des applications pour l’alimentation en énergie de véhicules légers, tels que des tondeuses électriques ou pour l'alimentation de véhicules routiers, par exemple. De manière générale» d'invention trouve des applications pour touta batterie utilisant des éléments de batterie juxtaposés et en particulier des cellules cylindriques.

Etat de la technique antérieure

Des avancées importante, dins la capacité m ten · teques et la réductic >·> te ύ !· " 1s, ont généralisé ('utilisation de moteurs électriques dans des équipements ou des outils traditionnellement équipés de moteurs thermiques.

Ceci est le cas» par exemple, d’équipements électriques ou d'outils tels que des tondeuses» des sécateurs, des taille-haies, des tronçonneuses ou des souffleurs. ''te'1 ·-> to uipements ou outils considérés» la batterie peut être fbte μγ ^ équipement, peut être intégrée dans te corps de l'outil» ou peut être portée à ta ceinture ou au dos d'un utilisateur.

Les batteries électriques peuvent être dédiée» -i un outil spécifique ou peuvent être adaptables à différents outils.

Les batteries peuvent comporter des éléments de batterie standard, généralement sous la forme de cylincnto pntaposés et reliés électriquement au rrwi ", conducteurs électriques d'interconnexion. D’autres formes d’éléments standards existent comme, per exemple, des formes prismatiques qui peuvent aussi être nbîage de batteries, i. PiraWé des contacts électriques ern » ; „ îrstts de batterie et les conducteurs d'interconnexion n'est pas un paramètre critique lorsque la batterie ne doit délivrer que de faibles courants, de quelques milliampères, par exemple, st, ta puissance P dissipée au niveau d’un contact de résistance R pour ta foumiti »urant I est donnée par (a toi d’Ohm ; P=R*I2, Ainsi, un très faible courant dissipe une puissance négligeable dans le contact même avec une résistance de contact relativement élevée. Par contre, cette puissance étant proportionnelle au carré du courant qui traverse « contact, on comprend qu’elle est rapidement très importante pour des courants forts. L’énergie perdue par des contacts de résistant t alors non négligeable. Elle augmente par ailleurs avec le nombre de contacte existant au sein de la batterie, et en raison des deux bornes, positive et négative, de chaque élément de batterie.

Ceci est le cas, par exempte, pour des batteries devant délivrer des puissances égales à 20G0W, voire davantage, possédant un nombre d'éiéments de batteries élevé pouvant atteindre plusieurs dizaine d éléments avec des courante de plusieurs ampères traversant chaque contact. Ceci est encore davantage le cas pour des batteries comprenant des centaines, voire des milliers d'éléments. Typiquement, des batteries connues coni Lithium-Ion en série et 8 éléments en parallèle, soit 96 éléments de batterie au total, délivrent, sous une tension nominale de 44 vote, un courant total pouvant être supérieur â 45 Ampères, soit donc supérieur à 5.Ô ampères au niveau de chaque contact d’élément de batterie en fonctionnement, pour une puissance de 2000 Watts.

Ainsi, pour des batteries de forte puissance, il est nécessaire de prendre des précautions pour lirait h sW.H'ftnce électrique entre tes zones de contact du conducteur d'interconnexion et tes bornes des éléments de batterie. Un courant important traversant ces parties serni · υ , ptïble de générer un échauffement inacceptable par effet joule si la résistance de contact est élevée, maïs surtout une énergie dissipée inutilement au détriment de l'autonomie de travail de l’outil ou de l’équipement branché sur la batterie.

Une résistance de contact particulièrement réduite peut être obtenue par un soudage électrique par point du conducteur d'interconnexion directement sur les bornes des éléments de batterie. Une soudure par point présente, en effet, une résistance de contact particulièrement faible, comprise généralement entre 0,08 et 0,13 milli-ohms.

En revanche une telle soudure a pour désavantages de posséder une faible surface de contact et d'être sensible aux vibrations et aux chocs. Compte tenu du nombre important d’éléments de batterie, dans des batteries puissantes, ta multiplication des soudures par point se fait ainsi au défriment de la fiabilité de la batterie. En effet, les sollicitations de choc et de vibrations sur un tel ensemble conduisent à des phénomènes de fatig'«< niveau des contacta générant progressivement des fissures sur les points de souduir i sa Assures ont tendance à provoquer une oxvdrt ><* ponts de soudure qui conduit, d’une part, à augmenter considérablement leur résistance de contact et, d'autre part, à Induire une rupture partielle ou totale du contact. Ces phénomènes peuvent rendre (a batterie inopérante. Des courts-circuits dommageables peuvent également résulter mènes de fatigue des contacts. L'utilisation de batteries de forte puissance avec des contacts soudés pose ainsi problème sur des tondeuses électriques ou pour des outils exposés aux chocs et aux vibrations.

Par ailleurs les batte -¾ /y mente de batterie soudés présentent un coût de démantèlement élevé en fin de vie, en raison de difficultés à séparer des éléments de batterie soudés.

Enfin, une combinaison de pistes conductrices en cuivre ou en aluminium et des éléments de batterie à conteneur en acier doux pose des problèr t compatibilité pour la réalisation de soudures. Une maille <t c compatibilité est obtenue avec des pistes en acier ou en nickel mais au prix d’une résistivité électrique rédhibitoire.

Une meilleure immun <r ο ,η κ v mm s ans est obtenue en remplaçant le contact par soudure entre conducteurs d'interconnexion et tes bornes des éléments de batterie par un contact par pression. ί a ment FR 2 920 913 montre une batterie dans laquelle des bandes d’interconnexion présentent des zones de contact maïr h > n ntre les bornes des éléments de batterie par des moyens élastiques de pression. 11 s'agit, par exemple, de languel xibles qui pressent les zones de contact contre les éléments de batterie.

La résistance de contact entre tes bandes d'interconnexion os im étfments de batterie dépend dans ce cas de l'importance de la pression exercée sur œs parties pour tes maintenir en contact.

Un contact de qualité nécessite donc des mo> ir générer des forces d'appui importantes. Là encore, Cutisation de ressorts puissants ne pose pas de problème lorsque te nombre d'éléments de batterie à interconnecter est faible. Elle devient en revanche problématique pour des batteries avec un grand noml terie,

En effet, la somme des forces d'appui des zones de contact sur les bornes des éléments de batterie génère un effort mque de réaction non négligeable sur le boiter de ta batterie qui entoure les éléments de batterie. II est ainsi nécessaire de prévoir une structure de support et un boîtier dimensionnés pour contenir sans déformation la pression cumuiôa rfes reswrts,

Cette solution s'avère peu satisfaisante pour des batteries portées au ou te ceinture d'un utilisateur. Le poids et le volume supplémentai te q 'occasionne l'adaptation du boîtier de batteries aux contraintes mécaniques, va en effet à l'encontre d’un objectif général d'alléger tes batteries et de tes rendre compactes.

Une autre solution encore est d’utiliser des aimants permanents dans les pôles positifs et négatifs des éléments de batterie pour les connecter entre eux. A titre d’iusiratfom on peut citer te document US2008/0220293, qui prévoit d’intégrer des aimante permanents aux pôles positif et négatif de fins éléments prismatiques de batterie. Les aimants exercent un© force magnétique d'attraction qui permet un empilage d’éiéme to. «s bn terie et leur connexion à un contact magnétique, courant * Lih x riv uto n ffavers l’aimant permanent, c'est-à-dire à travers on matériau connus pour sa résistance électrique relativement élevée.

Exposé de l'invention ! ,nte invention a pour but de proposer un dispositif d'interconnexion électrique d'éléments de batterie fiable ne présentant pas les limitations des dispositifs de connexion connus.

Un autre but est de proposer un dispositif d'interconnexion électrique avec une faiL’o év'wnce de contact entre des zones de oorwd t utenents de batterie à connecter.

Un but est encore de proposer on dispositif d'interconnexion électriq des batteries de forte puissance, par exe mro y b te· y m .apables de délivrer une puissance de 2000 ou de 3000 watt.

Un autre but encore de l'invention le proposer un tel dispositif d'interconnesdon n'impliquant qu'une augmentation limitée du poids de la batterie.

Enfin, un but est de proposer un dispositif d'interconnexion présentant un coût de fabrication plus faible que les dispositifs connus, et en particulier, un ooût de fabrication plus faible qu'une interconnexion par soudure.

Pour attelndr és, l'invention propose un dispositif d'interconnexion électrique d'éléments de batterie comprenant au moins un ruban conducteur électrique avec au moins une zone de contact pour élément de batterie, et au moins un aimant, permanent, associé à la zone de contact et configuré pour une application de la zone de contact sur une borne d’un élément de bstlôoe p* interaction magnétique avec l'élément de batterie. Conformément à Pinvention : - la zone de contact du ruban présente un relief d'embouh.* y.y c.can, n. nm» d’emboutissage formant un réceptacle pour aimant, - l'aimant est logé dans ledit réceptacle pour aimant.

Un tei dispositif d'interconnexion est destiné à des éléments de batterie avec des bornes en un matériau présentant des propriétés femwyqhétiques, ou des bornes associées à un matériau ferromagnétique, c'est-à-dire un matériau sur lequel l'aimant puisse exercer une force d'attraction.

On considère que le relief d'emboutissage forme un réceptacle pour l'aimant lorsqu'il épouse la forme d’au moins une partie de l'aimant, de manière à réaliser, avec cette partie, une jonction par complémentarité de forme ou une jonction par frottement.

Dans ta description qui suit, " ήιί i>, * ι > o raire, if est fait référence â un unique ruban conducteur et une unique zone de contact de ce ruban. On gardera toutefois â l’esprit qu'il ne s’agit que d'une simplification de l'exposé mais que le dispositif d'interconnexion peut comporter une pluralité de rubans conducteurs et chaque ruban peut comporter une pluralité de zones de contact. En particulier, pour l'interconnexion des éléments d'une batterie, un nombre total de contact correspondant au nombre de bornes des éléments de batterie peut être envisagé. a A w h figuration h .* 1 e "h h otact de l'invention, il est possible de réduire, wo ri annuler une distance d'entrefer entre l'aimant et l’élément de batterie contre lequel l'aimant applique ta zone de conte I possible de recourir â des zones de contact et des aimants de petite dimension en limitant le poids de ces aimants, et en garantissant un contact électrique satisfaisant ' ' outre, ('utilisation d'un aimant pour maintenir les zones de contact contre lœ bornes des éléments de batterie permet de garantir intact électrique fiable, peu sensible aux chocs et aux vibrations. En effet, de tels contacts autorisent une liberté de mouvement relative des éléments les uns par rapport mux autres en fonction des sollicitations de ia batterie tout en maintenant te contact au niveau tact.

Le relief de la zone de contact est formé d'une seule pièce par embon < du ruban. L'emboutissage peut avoir Heu, par exemple, au moyen d'une matrice et d’un poinçon adapta relief, et à la taie de l'aimant devant prendre place dans te réceptacle formé par le relief.

De manière préférentielle, chaque zone de contact peut comporter un ajourage entouré par ura surface de contact électrique, L’ajourage peut se présenter» par exemple, sous la forme d’un simple trou» pratiqué dans te ruban conducteur au milieu de la zone de contact. Ce trou peut être form< moment de l'emboutissage du relief, par une extrémité c içon traversant le ruban conducteur.

Outre de réduire davantage encore l’entrefer entre l’aimant et la boi batterie contre lequel j» tto .intact est appliquée, noîamiw ** ;rvqvf.< h borne est convexe, l'ajourage de la zone de contact permet de r ,λ ?atoîæt à points multiples. On considère que le contact est à pointe multiples lorsque la surface de la borne d'un élément de batterie» qui présent MinHU u certaine convexité, vient en contact avec la zone de contact non pas en un point unique mais en une pluralité de pointe, par exempta une couronne de points entourant l'ajourage. s une plus faible résistance électrique de contact.

Se’.co une particularité intéressante de l'invention» le dispositif peut comporter en outre, pour chaque zone de contact, un guide de flux magnétique associé à l'aimant permanent. Le guide de flux magnétique, sans augmenter considérablement le poids du dispositif d'interconnexion permet de canaliser les lignes de flux magnétique de l'aimant et de renforcer son action sur les éléments de batterie. Un meilleur appui des zones de contact w <· s éléments de batteries est ainsi obtenu» de môme qu'une plus faible résistance électrique de contact. Des aimante de plus petite taille et plus légers peuvent aussi être mis en œuvre.

Par ailleurs, le dispositif d'interconnexion peut encore comporter, pour chaque zone de contact, une armature de sertissage de l'aimant sur le relief d'emboutissage. L'armature de sertissage est disposée de préférence autour du réceptacle pour aimant que constitue le relief d'emboutissage. L'arma sertissage permet ainsi de garantir un bon maintien de l'aimant dans son logement et donc un bon contact électrique» en dépit de chocs ou de vibn it subir la batterie électrique.

De manière avantageuse, l'armature de sertissage peut constituer ie guide de flux magnétique. Cette caractéristique permet de simplifier le sertissage et d'alléger le dispositif d'interconnexion.

Selon une réalisation particulière du dispositif de l'invention, l'aimant peut présenter une forme cylindrique, et l'armature de sertissage peut être un anneau coaxial à l'aimant et entourant l'aimant. Plus précisément une partie du ruban qui forme le réceptacle pour l'aimant, peut être intercalée entre l'armature de sertissage et l'aimant, pour le sertissage de l'aimant dans son réceptacle. L'armature de sertissage, en particulier lorsqu'elle forme un guide de flux magnétique, peut encore se présenter sous la forme d'une capsule ou d'un "pot" recouvrant l’un des pôles de l'aimant permanent. Cette forme de réalisation permet de renforcer encore davantage Faction de l'aimant.

De manière particulièrement avantageuse, la zone de contact peut être configurée pour s'étendre sensiblement selon un plan de connexion et au moins l'un de l'aimant et du guide de flux magnétique peut être disposé pour affleurer au plan de connexion.

Cette configuration présente la particularité d'annuler l'entrefer entre l'aimant, ou le guide de flux magnétique, et la borne de l'élément de batterie sur lequel est appliquée la zone de contact.

La réduction, voire l'annulation de l'entrefer permet de maximiser les forces d'attraction de l'aimant et d'augmenter la pression de contact qu'exerce l'aimant. Il en résulte une résistance de contact électrique plus faible et une possibilité d'utiliser des aimants plus petits et plus légers.

Le guide de flux magnétique peut être, de préférence, l'un parmi un guide en fer doux et un guide aimanté. S'il s'agit d'un guide aimanté, son action se conjugue à celle de l'aimant, tout en renforçant celle de l'aimant.

Contrairement aux dispositifs connus, le ruban conducteur du dispositif d'interconnexion de l'invention n'a besoin de présenter aucune propriété élastique, ni aucun effet de ressort, pour appliquer les zones de contact sur les éléments de batterie. L'application est simplement due aux forces magnétiques. Ainsi, et de manière avantageuse le ruban conducteur électrique peut comporter un ruban de cuivre ou être constitué par un ruban de cuivre mince et léger. Selon d’autres possibilités le ruban peut être réalisé en une matière présentant de faibles caractéristiques magnétiques et surtout une très faible résistivité de façon à limiter gie à la fois au niveau des zones de contact mais aussi dans le ruban connecteur. II peut être ainsi réalisé dans des matières métalliques telles qoe l’argent, l’aluminium, l'or, ou d’autres substrats non rnagnétiqu itlvité plus importante, tels que le nickel ou le laiton, mais préférentiellement reoot d’or, d'argent, de cuivre ou dtataminium.

Le cuivre, présenta b particularité d'une excellente conductibilité électrique. Le ruban condut ne être fin tout en conservant une faible résistance électrique. Le ruban conducteur électrique peut présenter, par exemple, une épaisseur comprise entre 50 et 200 micromètres. La finesse du ruban le rend également facilement déformable et ductile pour accompagner la mise en contact de la zone de contact avec une borne d'un élément de batterie s Mercer de force de rappel susceptible de s'opposer â l'action de l'aimant. II en résulte un contact fiable avec une résistance électrique faible.

Le ruban conducteur électrique peut encore présenter un plaquage en argent .....s plaquage en argent peut présenter une épaisseur de l'ordre de 2 micromètres, par exemple.

Selon une réalisation particulière du ruban conducteur électrique, celui-ci peut présenter une forme de bande allongée avec une pluralité d’appendices transverses et sensiblement coplanaires, chaque appendice étant pourvu d'une zone de contact. Une telle conformation O" »«svrtre adapté en particule. &amp; des éléments de batterie disposés selon une matrice régulière. L'Invention concerne également une batterie d’accumuh comprenant une pluralité d’éléments de batterie présentant des bornes de connexion et au moins un dispositif d'interconnexion, tel que décrit ci-dessus, et reliant entre ©I t h tw ri »uu«i <, s u'om ents de batterie.

Selon une possibilité de réalisation de la batterie, celle-ci peut comporter au moins un plan de connexion, chaque élément de la batterie présentant ur ituée dans le plan de connexion. Dans ce cas, le dispositif d'interconnexion électrique relie, entre-elles, des bornes de plusieurs éléments de batterie situées dans le plan de connexion.

Lorsque les éléments de batterie se présentent sous la forme de barreaux dont chaque extrémité forme une borne électrique, la batterie peut présenter deux plans de connexions dans lesquels se situent respectivement les bornes électriques opposées de chaque élément de batterie.

Dans ce cas, et selon une possibilité de réalisation de ia batterie de l’invention, les éléments de batterie peuvent être des éléments cylindriques s’étendant perpendiculairement aux plans de connexion.

La batterie peut encore comporter au moins un isolateur électrique présentant des ajourages associés à des bornes des éléments de batterie. Dans ce cas, - le dispositif d'interconnexion électrique peut présenter un ruban conducteur électrique s’étendant pour l'essentiel selon un plan de ruban, ie plan de ruban étant sensiblement parallèle au plan de connexion, - le dispositif d'interconnexion peut présenter une pluralité de zones de contact, les zones de contact faisant saillie sur le plan de ruban en direction du plan de connexion, - pour chaque zone de contact, au moins l'un du relief d'emboutissage, d'un aimant logé dans un réceptacle formé par le relief d'emboutissage, et d'un guide de flux magnétique associé à l'aimant, peuvent venir en contact avec une bome d'un élément de batterie dans le plan de connexion, en s'étendent respectivement à travers l'un des ajourages de l’isolateur électrique.

Dans ce mode de réalisation, le plan de connexion et le plan du ruban conducteur électrique formant le dispositif d'interconnexion sont décalés d'une distance égale ou légèrement supérieure à l'épaisseur de l'isolateur électrique. Ainsi, seules les zones de contact en relief atteignent les bornes de éléments de batterie, sans risque de court-circuit, y compris lors d'une déformation accidentelle du ruban conducteur du dispositif de connexion. L'isolateur peut comporter une plaque de matériau isolant électrique, la plaque de matériau isolant électrique s'étendant entre le plan de ruban et le plan de connexion. Il peut en particulier se présenter, sous la forme d’une plaque de matière plastique dont les ajourages sont adaptés aux formes et dimensions des reliefs d'emboutissage des zones de contact ou des guides de flux magnétiques dont sont pourvues tes zones de contact.

Dans une configuration particulière de la batterie, présentant un premier plan de connexion et un deuxième plan de connexion, te deuxième plan de connexion étant opposé au premier plan de connexion et sensiblement parallèle au premier plan de connexic ment de batterie peut présenter, comme évoqué précédemment, une première borne située dans te premier plan de connexion et 1 »r* riui vème borne située dans le deuxième plan de connexion. Dans ce cas, au moi**, un „1 ûm^îtif d'interconnexion électrique peut être associé à chacun du premier plan de connexion et du deuxième plan de connexion, chaque dispositif d’interconnexion relisui entae-elies des bornes de plusieurs éléments de batterie situées dans le premier plan de connexion, respectivement dans te deuxième plan de connexion. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, en références aux figures des dessins. Cette description est rionnêe Λ titre purement illustratif et non limitatif.

Brève description des figures

La figure 1, est une illustration ttffe simplifiée d’une partie de batterie électrique conforme · l’invention et utilisant un dispositif d’interconnexion conforme à l’invention.

La figure 2 est une section d’une partie d'un dispositif d'interconnexion conforme à l'invention.

La figure 3 est une section à caractère schématique d'une partie ri un dspûsrttf d'interconnexion conforme à l’invention et constituant une variante de réalisation.

La figure 4 est une section à caractère schématique d’une partie d’un dispositif d'interconnexion conforme < l'Invention et constituant une autre variante de réalisation.

La figure 5 est une section à caractère schématique d'une partie d'un dispositif d'interconnexion conforme â /invention et constituant encore une autre variante de réalisation.

La figure 6 est perspective d'un dispositif d'interconnexion conforme à l'invention.

La figure 7 est un éclaté montrant une batterie électrique conforme à l'Invention et utlll ispositifs d'interconnexion comparables à celui de la figure 6.

Les dessins des figures son! ropr/ >s » >>,] s ( -< ,h >t libre.

Description détaillé· de modes de mise en couvre de l’invention,

Dans la description qui suit, des parties identiques ou similaires des différentes figures portent les mômes références pour faciliter le report d'une figure à l’autre.

La figure 1 montre une batterie d'accumulateurs 10 comprenant deux éléments de batterie 12. 11 s’agit par exemple d'éléments de batterie Lithium-Ion au format standard 18650. ! λμ / L . ^rie se présentent sous la forme de cylindres dont tes extrémités forment respectivement une borne positive 14+ et une borne négative 14-, Les éléments de batterie 12 sont juxtaposés et les bornes positive et négative 14+ et 14- de chaque élément de batterie sont agencées respectivement dans un premkv M un rict* «hLm#) plan de connexion 16a, 16b.

Les deux éléments de batterie de la figure 1, sont orientés "tête bêche" de sorte que dans chaque plan de connexion on trouve une borne positif éléments de batterie et une borne négative de l'autre élément de batterie. Une telle disposition des éléments de batterie se prête en particulier à leur mise en série.

La figure 1 montre également un dispositif d’interconnexion 20 s'étendant dans te premier plan de connexion 15a <s>î reliant entre elles tes bornes posirivo <+ Mpatïve 14+ et 14- des deux éléments de batterie 12. L© dispositif d’interconnexion comprend un ruban conducteur électrique 22 pourvu de deux zones de contact 30, Les zones de contact sont en contact électrique avec les bornes positive et négative 14+ et 14- des éléments de batterie dans le premier plan de connexion 18a.

On peut noter que chaque zone de contact est pourvue d'un aimant 32, permanent, qui assure »e contact mécanique de la zone de contact 30 correspondante avec un© borne d'un élément de hutterie. L'aimant 32 exerce des forces magnétiques d'attraction sur tes bornes 14+, 14-, comprenant généralement un matériau attiré par l’aimant» pour assurer le maintien du contact électrique entre la borne de l’élément et ta zone de contact associée.

La section de la figure 2 montre une possibilité de fortisaSon d'une zone de confort 30 n»«h disposai d’.foerconnexion 20. Cette section est réalisée Ici au niveau de ia borne positive 14+ d’un élément de batterie 12, dans un plan longitudinal de l’élément comprenant l’î imant 32. La section serait toutefois similaire au niveau de ia borne 14- de l’élément 12. Dans la zone de contact 30» le ruban conducteur électrique 22 présente un relief d'emboutissage 34. Le relief d'emboutissage fo e cuvette 42 et constitue un réceptacle pour l'aimant 32. Le relief d'emboutissage est formé par emboutissage ou matriçage d'une feuille de cuivre formant le ruban conducteur 22.

Dans l'exempte de la figure 2» l'aïmart présente une forme cylindrique, et ta cuvette 42 du reli iboutissage 34 présente une profondeur suffisante pour y recevoir entièrement l’aimant 32.

Le contact électrique avec la borne 14+ de l’élément de batterie 12, partiellement représenté, se fait par une partie de la zone de contact 30 correspondant au fond de la cuvette formant outissage 34. Cette partie de la zone de contact constitue «ne surfa» de contact électrique. L’aimant 32 est maintenu dans son logement par une arrrn sous la forme d'une bague en acier doux. Plus précisément» la bague constitue, dans l'exemple de réalisation illustré, â la fois l'armature de sertissage et un guide de flux magnétique. La bague en acier doux permet en effet de presser tes parois latérales au iogsment formé par (e relief d'emboutissage 34 contre l'aimant 32. Elle permet également d'orienter les Ignés de flux magnétique de l'aimant depuis une face opposée â l'élément de batterie vers l'élément de batterie.

De manière avantageuse, l'armature de sertissage, qui forme un guide de flux magnétique, m < υ Maie è l’aimant 32 et entoure l'aimant.

Lorsque l'armature de sertissage 36 n'a pas de fonction de guide de flux magnétique elle peut également être réaiisée en matière plastique ou en aluminium. L'armature de sertissage 36 peut aussi être réalisée en un matériau magnétique et constituer elle-même un aimant qui participe à l'action de l'aimant 32 logé dans le relief d'emboutissage 34.

On peut noter aussi quv c 7 ment de batterie comporte une gaine isolante 13 de faible épaisseur, dont te rôle est d'éviter des courts-circuits entre le pôle positif et te conteneur de l’élément de batterie constituant généralement te pôle négatif.

Dans le cas de ta figure 2 la zone de contact 30, correspondant ici au fond de la cuvette formée par le relief d’emboutissage 34, La zone de contact s'étend selon le premier plan de connexion 16a. On peut noter qu'un bord de l'armature de sertissage 36 adjacente au plan de connexion 16a vient affleurer le plan de connexion.

Ainsi lorsque l'armature de sertissage sert de guide ris flux magnétique, un entrefer entre te gtAte ao teix magnétique et la borne 14+ de l'élément de batterie peut être nul lorsque la zone de contact 30 est appliquée contre la borne 14+. Elle réduit l’entrefer cte l'aimant qui est situé lui à distance de la borne 14+, étant séparé de cette borne par le ruban conducteur 22, et améliore ainsi la force de contact entre Calmant 32 et la bome 14+, et donc te contact entre te ruban connecteur 22 et la borne 14+ dans le plan de connexion 16a.

Dans l'exemple décrit, le ruban conducteur électrique 22, est un ruban de cuivre, par exemple de cuivre C11000, d'une épaisseur de 0,1 mm, revêtu d'une couche d'argent d'irnr cw.' y? ? ' < ' micromètres. L’aimant es» un aimant de type NdFeB nickelé qui vient se loger dans une cuvette 42 d'un diamè s profondeur de 2 mm. L'armature de sertissage est une bague 5 nickelée d'un diamètre extérieur de 6,2 mm et d’une épaisseur de 2 mm.

Ces valeur*. no wu pas hnitatives.

Une réalisation tv« te te+.w te ttipiu ,, ns{ miaptée notamment â la mise en contact d'une surface de contact plane de la zone de contact, avec une i élément de batterie également plane. L'aire d'une surface de contact électrique te λ *' s . ijct du dispositif d'interconnexiuv ♦ < t : bon»' >,te ,λ batterie risque toutefois d'être limitée lorsque la surface de la borne 14+, 14- de l'élément de batterie 12 présente une forme légèrement bombée et convexe. Le contact risque en effet d'être limité è un point de tangence du plan de connexion 18a» 18b» avec l'apex de la borne 14+» 14- de l'élément de batterie 12.

Pour augmenter l'aire de la surface de co Insi réduire encore davantage la résistance électriqy? riu (Miteot y œmpris pour des batteries avec des bornes qui ne sont pas parfaitement planes, une réalisation de ta zone de contact conforme â la figure 3 est proposée. La figure 3 est réalisée ici de façon schématique.

La zone de contact 30 de la figure 3 est similaireé: celle de la figure 1 » â ceci près \ i< «a < n» îm contact entoure un ajourage 38 pratiqué au fond de (a cuvette 42 du relief d'emboutissage 34, L'ajourage 38 est de préférence un trou circulaire, centré de préférence au fond de la cuvette 42» pratiqué par poir.^onri,»^ «t (te manière concomitante avec la réalisation du relief d’emboutissage.

La présence de l'ajourage permet :ion annulaire de la surface de contact dans la zone de contact 30» y compris lorsque la borne 14+» 14- de l'élément de batterie est légèrement bombé.

La figure 4, réalisée elle aussi de façon schématique, montre encore une autre possibilité de réalisation d’une zone de contact 30 conforme â l'invention. Le ruban conducteur électrique du dispositif d’interconnexion présente un relief d'emboutissage 34 sous la forme d'un petit manchoi ^finissant un logement circulaire pour la réception de l'aimant 32. Le manchon 44 est formé d'une seule pièce avec le ruban conducteur électrique 22. H se dr Iculairement au plan de connexion 16a» 16b, â l'opposé de ta zone de contact 30, c'est â dire sur une face du ruban conducteur électrique 22 opposée â ta face du ruban venant en contact avec une borne 14+» 14- de l'élément de batterie 12,

Le sertissage de l'aimant 32 a lieu au moyen d'une armature de sertissage 36 rijuv ta forme d'une bague de fer doux qui fait le tour du manchon 44 et qui vient manchon sur l'aimant 32, La bague de fer doux, comme pour les exemples de réalisation des figures précédentes, sert également de guide de flux magnétique.

Le contact entre te dispositif d'interconnexion 20 et une borne 14a î4- cte l'élément de batterie 12 se fait par une surface de contact annulaire de la zone de contact 30 qui entoure l'aimant.

On peut noter sur la figure 4 q lant 32 affleure au plan de connexion 16a, 16b défini par la surface de contact de la zone de contact 30, Cette caractéristique est particulièrement avantageuse dans ta mesure où un entrefer c'est-à-dire un espacement entre l'aimant et ia borne de contact de l'élément de batterie peut être très faible» voire nul. H en résulte une efficacité améliorée de l'aimant et un© force d'attraction ride appliquant la zone de contact 30 contre l'élément de batterie. A titre d© comparaison, l'entrefer entre l'aimant 32 et une borne 14+, 14- de l'élément de batterie 12» «ans tes modes de réalisation des figures 2 et 3, est égal â l'épaisseur du ruban conducteur électrique 22.

Le mode de réalisation de la figure 4 permet de positionner l'aimant 32 soit â fleur d’un plan de connexion 16a» 16b de la zone de contact 30 soit en très léger retrait du plan de connexion. Un entrefer nul ou d'une épaisseur inférieur» à 0,1mm peut tenu.

La figure 5, elle aussi réalisée de façon schématique» montre encore une autre possibiP' u? fo tion d'une zone de contact 30, Elle constitue une simple variante

Le relief d'emboutissage 34 de ia zone de contact de ta figure 5 est iderhou© * celui de ta zone de contact de la figure 4. A la différence de la figure 4, toutefois» l'armature de sertissage 36 n'est pas une bague mais un pot ou une capsule de sertissage qui vient coiffer Calmant 32. Dans l'exemple décrit, il s'agît d'une capsule en fer doux.

La réalisation d'une arm » « >, < * i ‘ < u ,u m g h. « me d'une capsule ou d'un pot permet de mieux cap m» m v np ,> , v? te flux magnétiques de l'aimant vers l'élément de batterie lorsque l'armature de sertissage 36 est utilisée comme guide de flux magnétique. Par ailleurs, compte tenu d'une hauteur du manchon 44 irtférieiy > <s!te u fo+nt u 'lisatïon d'une armature de sertissage sous la forme d'une capsule de profondeur déterminée, permet d'ajuster finement ta position de l'aimant 32 par rapport au plan de connexion 18a, 16b, lors du sertissage.

Dans l'exemple de la flgw y , > > une 1 . affleurant le plan de connexion 16a, 16b.

La figure 6 montre un dispositif d'interconnexion 20 conforme à l'invention et prévu pour une pluralité d'éléments de batterie. Le dispositif de la figure 6 comprend un ruban conducteur électrique 22 sous ta forme d’une bande centrale 50, allongée, s'étendant selon un axe principal 52 et pourvue d'une pluralité d'appendices £4. Las appendices 54 s'étendant radialement de part et d'autre «.ta twnrfft mitrale bu «ï {clairement à i’axe principal 52. rtte uppAudice 54 est pourvu en son extrémité d'une zone de contact 30 pourvue d'un aimant 32. La configuration des zones de cont ' > ' *4 par exempte, s » »\te dn·. ’îgures 2 ou 3.

La figure 7 montre, sous la forme d’un éclaté, une batterie d'accumulateurs 10, conforme à l'invention, comprenant une pluralité de dispositifs d'interconnexion 20, La batterie d'accumulateurs 10 de la figure 7 comprend également une pluralité d'éléments de batterie 12 agencées Ici selon une matrice régulière de 10 lignes et sh . t i a-wm» 11*, /te lents de batterie individuels 12 ont de forme cyündnq:< <4 présentent des bornes 14+, 14- en leurs extrémités. Les bornes des extrémités opposées des éléments de battes définissent deux plans de connexion 16«i tefo. Dans une môme ligne les éléments de batterie 12 sont alternativement montées avec leur borne positive 14+ dans le premier plan de connexion 16a, respectivement dans le deuxième plan de connexion 16b, puis avec leur borne négative 14- dans le premier plan de connexion 16a, respective deuxième plan de connexion 16b. En d’autres termes dans un© môme ligne les éléments de batteries successifs sont deux a deux montés tête-bêche. En revanche, toutes les batteries dans une môr inné présentent une borne de môme polarité dans le premier plan de connexion 16a» iop/uîvement dans le deuxième plan de connexion 16b.

Des dispositifs d'interconnexion 20 sont prévus pour interconnecter des bornes 14+,14- d'éléments de batterie 12 dans * v sup m <* v? r -n rt,1 w. Les dispositifs, comparables â la figure 6, présentai rr nuyb · ! qui sont alignés avec les ©otoon». .tefomer^ Μ* itohu

Les zones de contact 30 des dispositifs d'interconnexion 20 présentent ici des ajourages 38 identiques à ceux de la figure 3, de manière à favoriser un contact annulaire.

Chaque dispositif d'interconnexion 20 est prévu pour connecter en para éléments de batterie d'une même colonne et pour connecter en série les éléments de batteries de deux colonnes consécutive A Otre d'exemple illustra®, un môme dispositif d'interconnexion 20 relie entre elles toutes les bornes positives 14+ des éléments de batterie d'une colonne d'éléments de batterie et relie entre-eiies toutes les bornes négatives 14- des éléments de batterie de ta cotonne adjacente. Le dispositif relie aussi les bornes positives 14+ des éléments de batterie d'une colonne, aux bornes négatives 14- des éléments de batte onne adjacente.

Des dispositifs d’interconnexion 20 particuliers sont montés sur colonnes d’extrémité lis constituent les dispositifs d'interconnexion terminaux de la batterie qui seront ensuite reliés aux bornes positive et négative de ta batterie. spositfe d'interconnexion comportent des rubans conducteurs électriques 22 s'étendant selon des plans de ruban, non référencés, et parallèles aux plans de connexion 16a» 16b.

Entre les plans de ruban et tes plans de connexion 16a, 16b sont respectivement agencés des isola ‘foi L'-m s. ’to u w.to ours se présentent sous la forme de plaques d'un matériau isolant, par exemple en matière plastique. Ils sont percés d’une pluralité d'ajourages 62 sous la forme de trous transversaux et dimensionnés pour recevoir le relief d'emboutissage des zones de contact 30 du dispositif d'interconnexion, ainsi que l'aimant et l'armature de serti>, 4? vu respectivement aux zones de contact.

Ainsi chaque zone de contact 30 de chaque dispositif d'interconnexion est sssoeée à un ajourage 62 6 un i&amp;otesur 80a, 60b. Lorsqs « J n » terie est assemblée les zones de contact 30 s’étendent â travers les ajourages 62 pour atteindre tes bornes 14+,14- des éléments 12 dans les plans de contact 16a, 16b. Les isolateurs 60a et 60b ont aussi une fonction mécanique de support et de maintien relatif des éléments les uns par rapport aux autres, et par rapport aux dispositifs d'interconnexion.

Les isolateurs 60a, 60b associés le cas échéant â la gaine isolante 13 des éléments de batterie 12, visible sur les figures 2 à 5, permettent d'éviter une mise en contact non souhaitée d'un ruban conducteur électrique 22 d’un dispositif d'interconnexion 20 avec les deux bornes d'un môme élément de batterie 12. En effet» un certain nombre d'éléments de batterie connus présentent une borne négative sous la forme tfun boîtier métallique extérieur qui s'étend depuis une extrémité du corps cylindrique de l’élément de batterie jusqu’à l'extrém compoi,^ b < ytîve du môme élément de batterie. Les deux bornes d'un tel élément de batterie peuvent ainsi coexister dans un même plan de connexion. L'ensemble des éléments 12 de la batterie 10 de la figure 7 peuvent être logés dans un carter de batterie non représenté. Le carter peut être conçu de manière légère dans la mesure où II n'a pas à contenir de forces d’appui des dispositifs d’interconnexion sur tes éléments de batterie. Le maintien en place des dispositifs d'interconnexion 20 a lieu par tes forces magnétiques que les aimants 32 des zones de contact 30 exercent sur les éléments de batterie 12.

Lors de vibrations ou de chocs, les dispositifs d’interconnexion autorisent aisément des mouvements relatifs des éléments de Ja batterie les uns par rapport aux autres mais aussi de faibles mouvements relatifs de glissement entre les zones de contact et les bornes des éléments de batterie, tout en maintenant le contact entre les zones de contact et les bornes. Il n’y a ainsi aucun risque de fatigue au niveau du contact et donc aucun risque de rupture du contact en utilisation de la batterie.

Les éléments de batterie contribuent ainsi au maintien de la cohésion de te batterie.

Claims (18)

1. Revendications 1) if d'interconnexion (20) d'éléments de batterie (12) comprenant au moins un ruban conducteur électrique (22) avec su moins une zone de contact (30) pour élément de batterie, et au moins un aimant (32), permanent, associé à la zone de contact (30) et configuré pour une application de ta zone cta contact (30) sur une borne (14, 14+, 14-) d'un élément de bâti teraction magnétique avec l'élément de batterie, caractérisé en ce que ; - la zone de contact (30) du ruban un relief d'emboutissage (34) du ruban, le relief d'emboutissage (34) formant un réceptacle pour aimant, - l'aimant (32) est logé dans ledit réceptacle pour aimant,
2. 2) Dispositif selon la revendication 1, d uel la zone de contact (22) présente un ajourage (38),
3. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une armature de sertissage (36) de l'aimant (32) sur le relief d'emboutissage (34),
4. 4) Dispositif selon la revendication 3, dans lequel l’armature de sertissage (36) constitue un guide de flux magnétique.
5. 5) Dispositif selon la revendication 4, dam» lequel l'aimant permanent présenta une forme cylindrique, et dans lequel l’armature de sertissage (36) forme un anneau coaxial à l’aimant permanent et entourant l’aimant permanent.
6. 6) Dispositif selon la revendication 4, dans lequel l'armature de sertissage (36) forme une capsule recouvrant l’un des pôles de l'aimant permanent.
7. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 â 6, dans lequel la zone de contact (30) s’étend sensiblement selon un plan de connexion (16,16a, 16b) et dans lequel au moins l'un de l'aimant permanoni < du guide de flux magnétique affleure au plan de connexion (16,16a, 16b).
8. 8) Dispositif selon l’une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel le guide de flux magnétique est l’un parmi un guide en fer doux et un guide aimanté.
9. 9) Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le ruban conducteur électrique (22) comprend un ruban de cuivre.
10. 10) Dispositif selon ta revendication 9, dans lequel te ruban conducteur électrique (22) présente un plaquage en argent.
11. 11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ruban conducteur électrique (22} présente une épaisseur comprise entre 50 et 200 micromètres.
12. 12) Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ruban conducteur électrique (22) présente une forme de bande allongée (50) avec une pluralité d'appendices (54) transverses et sensiblement coplanaires, chaque app^w'k.^ étant pourvu d'une zone de contact (30).
13. 13) Batterie d’accumulateurs électriques comprenant une pluralité d’éléments de batterie (12) présentant des bornes de connexion (14,14+,14-) et au moins un dispositif d'interconnexion (20) reliant entre elles des bornes d'éléments de batterie, le dispositif d'interconnexion (20) étant conforme 4 l'une quelconque des revendications précédentes.
14. 14) Batterie d'accumulateurs électriques selon la revendication 13, présentant au moins un plan de connexion (18,16a, 16b) et dans laquelle ; - chaque élément de batterie (12) présente une b imv, π y y pi feée dans te plan de connexion et, - le dispositif d'interconnexion électrique relie, entre-elles, des bornes de plusieurs éléments de batterie, situées dans ledit pian ce connexion.
15. 15) Batterie d’accumulateurs selon la revendication 14, dans laquelle les éléments de batterie (12) sont des éléments cylindriques s’étendant perpendiculairement au plan de connexion (16,16a, 16b).
16. 16) Batterie d'accumulateurs selon l'une quelconque des revendications 14 ou 15, comprenant au moins un isolateur électrique (60a, 60b) présentant des ajourages (62) associés à des bornes <14+, 14-) des éléments de batterie (12), et dans laquelle : - le dispositif d'interconnexion (20) électrique présente un ruban conducteur électrique s’étendant pour l’essentiel selon un plan de ruban, le plan de ruban étant sensiblement parallèle au plan de connexion (16a,16b), - le dispositif d'interconnexion présente une pluralité de zones de contact (30), faisant saillie sur le plan de ruban en direction du plan de connexion (16a, 16b), - pour chaque zone de contact, au moins l'un du relief d'emboutissage (34), d'un aimant (32) logé dans un réceptacle formé par le relief d'emboutissage, et d'un guide de flux magnétique associé à l'aimant permanent, vient en contact avec une borne (14+,14-) d'un élément de batterie (12) dans le plan de connexion, en s’étendent respectivement à travers un ajourage (62) de l’isolateur électrique.
17. 17) Batterie d’accumulateurs selon la revendication 16, dans laquelle l’isolateur (60a, 60b) comprend une plaque de matériau isolant électrique, la plaque de matériau isolant électrique s’étendant entre le plan de ruban et le plan de connexion.
18. 18) Batterie d’accumulateurs selon l’une quelconque des revendications 14 à 17, présentant un premier plan de connexion (16a) et un deuxième plan de connexion (16b), le deuxième plan de connexion étant opposé au premier plan de connexion et sensiblement parallèle au premier plan de connexion, dans laquelle chaque élément de batterie (12) présente une première borne (14+,14-) située dans le premier plan de connexion (16a) et une deuxième borne située (14-,14+) dans le deuxième plan de connexion (16b), et comprenant au moins un le dispositif d'interconnexion (20) associé à chacun du premier plan de connexion et du deuxième plan de connexion, chaque dispositif d'interconnexion reliant entre-elles des bornes de plusieurs éléments de batterie situées dans le premier plan de connexion, respectivement dans le deuxième plan de connexion.