FR3141007A1 - MOTOR VEHICLE COMPRISING BUS BARS EQUIPPED WITH A DYNAMIC BEATER, AND PROCESS ON THE BASIS OF SUCH A VEHICLE - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un véhicule automobile comprenant un pack batterie qui comprend :- des modules de batterie connectés par au moins une barre omnibus (B) ;- ladite barre (B) qui comporte une fixation à au moins un module ;- au moins un batteur dynamique (BD) entre ladite barre (B) et ledit module , comprenant :- une zone d’accroche (ZA) recevant un brin de ladite barre de bus (B) ;- une zone sensible (ZS) ayant une dureté d’élastomère Shore A comprise entre 50A et 120A ;- une zone d’épaulement (ZE) ayant une forme de voile tronconique s’élargissant ;- un téton de retenue (TR) ;- un lest (MB) recouvrant et étant retenue par ledit téton (TR) d’une masse comprise entre 10g et 25g ;- une aiguille d’insertion (AI) fixant ledit batteur (BD) audit module. L’invention permet d’absorber las modes de ladite barre (B). Figure 4 The invention relates to a motor vehicle comprising: a battery pack which comprises:- battery modules connected by at least one bus bar (B);- said bar (B) which has attachment to at least one module;- at least one dynamic beater (BD) between said bar (B) and said module, comprising: - an attachment zone (ZA) receiving a strand of said bus bar (B); - a sensitive zone (ZS) having a hardness of Shore A elastomer between 50A and 120A;- a shoulder zone (ZE) having the shape of a widening frustoconical sail;- a retaining stud (TR);- a ballast (MB) covering and being retained by said stud (TR) with a mass between 10g and 25g; - an insertion needle (AI) fixing said beater (BD) to said module. The invention makes it possible to absorb the modes of said bar (B). Figure 4
Description
L'invention se rapporte au domaine des véhicules automobiles comprenant une chaîne de traction alimentée par un pack batterie comportant des modules de cellules de batterie. L’invention concerne plus particulièrement la protection des modules et cellules de batterie.The invention relates to the field of motor vehicles comprising a powertrain powered by a battery pack comprising battery cell modules. The invention relates more particularly to the protection of battery modules and cells.
L’utilisation de véhicules électriques nécessite l’intégration d’un pack batterie comprenant un assemblage spécifique de modules électriques, qui sont positionnés sur des plaques thermiques dont le rôle est d’assurer le refroidissement, le réchauffement ou le maintien en température des modules.The use of electric vehicles requires the integration of a battery pack comprising a specific assembly of electric modules, which are positioned on thermal plates whose role is to ensure the cooling, heating or maintenance of the temperature of the modules.
Les liens « physiques » électriques qui relient les modules entre eux sont assurés par des « lames » en cuivre recouvertes d’une protection plastique, souvent de couleur orange, que l’on appelle des barres ombinus (ou « BUSBARS » en langue anglaise).The “physical” electrical links that connect the modules together are provided by copper “blades” covered with plastic protection, often orange in color, which are called ombinus bars (or “BUSBARS” in English).
Enfin, ces barres ombinus sont généralement reliées aux modules M, à chaque extrémité, à l’aide de vis (serrage 8N.m), et d’une mousse de calage MC, insérée entre le sommet du module M et la barres ombinus B côté fixation, comme l’illustre la
Cette mousse de calage MC est supposée brider le débattement de la barres ombinus B, et réduire ainsi les contraintes aux points d’encastrement (sous tête de vis). Malheureusement, l’ajout d’une telle solution ne semble pas suffisant dans la mesure où des détériorations de barres ombinus B ont été constatées à plusieurs reprises sur des essais vibratoires dans des zones de fixation à vis.This MC shim foam is supposed to restrict the movement of the B ombinus bars, and thus reduce the constraints at the embedding points (under the screw head). Unfortunately, the addition of such a solution does not seem sufficient since deterioration of B ombinus bars has been observed on several occasions during vibration tests in screw fixing areas.
Ces phénomènes de rupture sont induits par la présence d’un gradient de déformation (et par conséquent de contraintes) important à un point d’encastrement. Ce gradient est fonction d’une composante continue, liée au serrage de la vis de fixation et d’une composante dynamique propre à la géométrie du modèle de barre ombinus B (et par conséquent en lien direct avec le comportement modal de la barres ombinus B).These rupture phenomena are induced by the presence of a significant deformation gradient (and therefore stress gradient) at an embedding point. This gradient is a function of a continuous component, linked to the tightening of the fixing screw and a dynamic component specific to the geometry of the ombinus B bar model (and therefore directly linked to the modal behavior of the ombinus B bars).
La vis de fixation génère des zones de rupture aux extrémités de la barre omnibus.The fixing screw generates breakage zones at the ends of the bus bar.
La barre ombinus se déforme naturellement à différentes fréquences critiques qui sont sollicitées par les excitations des routes. L’effet de ses résonnances naturelles est d’amplifier les excitations ce qui génère des contraintes importantes, notamment près d’une fixation d’un côté, aux extrémités et dans une zone de déformation centrale. Ces zones sont des zones critiques.The ombinus bar naturally deforms at different critical frequencies that are stressed by road excitations. The effect of its natural resonances is to amplify the excitations which generates significant stresses, particularly near a fixing on one side, at the ends and in a central deformation zone. These areas are critical areas.
Au regard du caractère sécuritaire de cette organe, et en conséquence des phases de validation complexes et chronophages qui en découlent, il n’est pas envisageable de re-designer la barre omnibus ou de modifier l’agencement des modules, et encore moins d’apporter des modifications notables aux éléments de fixation.Given the safety nature of this component, and as a result of the complex and time-consuming validation phases that result from it, it is not possible to redesign the bus bar or modify the arrangement of the modules, and even less to make significant modifications to the fixing elements.
Il est donc possible d’ajouter d’autres interfaces (type mousse) pour bloquer, ou plus exactement rigidifier la barre omnibus, mais l’on observerait dans ce cas un simple décalage en fréquence des modes propres de la barre omnibus, sans pour autant que le résultat ne soit véritablement dimensionnant.It is therefore possible to add other interfaces (foam type) to block, or more precisely stiffen the bus bar, but in this case we would observe a simple frequency shift of the natural modes of the bus bar, without the result being truly dimensioning.
Une autre solution de type agrafe permettant de brider la partie basse de la barre omnibus sur la plaque thermique a été envisagée, mais avec de fortes contraintes d’implantation en grande série.Another clip-type solution allowing the lower part of the bus bar to be clamped to the thermal plate was considered, but with strong constraints for large-scale implementation.
L’idéal serait d’interagir directement et quasi exclusivement sur le comportement modal du la barre omnibus afin de réduire ses débattements d’une part et de ne pas avoir à relancer une phase de validation qui serait rédhibitoire en termes de temps.The ideal would be to interact directly and almost exclusively on the modal behavior of the bus bar in order to reduce its movements on the one hand and not have to restart a validation phase which would be prohibitive in terms of time.
Dans cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile comprenant un pack batterie qui comprend :
- des modules de batterie comportant des cellules de batteries, connectés ensemble au moyen d’au moins une barre omnibus ;
- ladite barre omnibus qui comporte une fixation à au moins une extrémité pour fixer ladite extrémité à au moins un module de batterie ;
caractérisé en ce que le pack batterie comprend en outre au moins un batteur dynamique entre la barre omnibus et ledit module de batterie, ledit batteur dynamique comprenant :
- une zone d’accroche recevant un brin de ladite barre de bus ;
- une zone sensible connectée à la zone d’accroche, la zone sensible ayant une dureté d’élastomère Shore A comprise entre 50A et 120A ;
- une zone d’épaulement connectée à la zone sensible, la zone d’épaulement ayant une forme de voile tronconique s’élargissant en s’éloignant de la zone sensible ;
- un téton de retenue connecté à la zone d’épaulement ;
- un lest recouvrant le téton de retenue, ledit lest étant retenu sur le batteur dynamique par le téton de retenue, et ayant une masse comprise entre 10g et 25g ;
- une aiguille d’insertion connectée au téton de retenue, l’aiguille d’insertion permettant de fixer le batteur dynamique au module de batterie.For this purpose, the invention proposes a motor vehicle comprising a battery pack which comprises:
- battery modules comprising battery cells, connected together by means of at least one bus bar;
- said bus bar which comprises an attachment at at least one end for attaching said end to at least one battery module;
characterized in that the battery pack further comprises at least one dynamic beater between the bus bar and said battery module, said dynamic beater comprising:
- a hooking zone receiving a strand of said bus bar;
- a sensitive area connected to the gripping area, the sensitive area having a Shore A elastomer hardness of between 50A and 120A;
- a shoulder area connected to the sensitive area, the shoulder area having a truncated cone shape widening away from the sensitive area;
- a retaining nipple connected to the shoulder area;
- a ballast covering the retaining nipple, said ballast being retained on the dynamic beater by the retaining nipple, and having a mass of between 10g and 25g;
- an insertion needle connected to the retaining pin, the insertion needle allowing the dynamic beater to be attached to the drum module.
Avantageusement, l’invention permet d’utiliser une solution mécanique (type ressort/masse) qui se fixe directement sur la barre omnibus de manière à minimiser l’effet du moment de flexion du brin de barre omnibus qui entre en résonnance lorsque certains de ses modes propres sont excités. Cette solution est simple à mettre en œuvre, de faible masse, et présente un encombrement représentatif de la place disponible sous le couvercle de batterie, sans qu’il n’y ait besoin de remettre en cause les contraintes de serrage et les phases de validation déjà réalisées.Advantageously, the invention makes it possible to use a mechanical solution (spring/mass type) which is fixed directly to the bus bar so as to minimize the effect of the bending moment of the bus bar strand which enters into resonance when some of its natural modes are excited. This solution is simple to implement, of low mass, and has a footprint representative of the space available under the battery cover, without there being any need to call into question the tightening constraints and the validation phases already carried out.
En outre, l’invention permet de réduire les contraintes mécaniques localisées au point d'encastrement incriminé qui mènent aux détériorations de la barre omnibus à la suite d'un cycle d'endurance réaliste.Furthermore, the invention makes it possible to reduce the mechanical stresses located at the incriminated embedding point which lead to deterioration of the bus bar following a realistic endurance cycle.
Nous ajoutons directement sur la barre omnibus un batteur dynamique (type masse-ressort) à l'extrémité du brin de barre omnibus le plus long, de sorte qu'il absorbe l'énergie dissipée aux fréquences de résonnance de certains modes propres de la barre omnibus, en particulier la barre omnibus numéro 11 des modèles commercialisés par le demandeur.We add directly to the busbar a dynamic beater (mass-spring type) at the end of the longest busbar strand, so that it absorbs the energy dissipated at the resonance frequencies of certain natural modes of the busbar, in particular busbar number 11 of the models marketed by the applicant.
L’intérêt technique de l’invention est notamment lié aux faits que :
- les modes incriminés de la barre omnibus sont traités ;
- aucunes remises en cause des phases de validation précédentes n’est nécessaire ;
- la masse ajoutée est faible de l'ordre de 17.5 g ;
- l’encombrement est restreint, équivalent à un cylindre de diamètre 15 mm et de longueur 30 mm ;
- il en résulte 80% d'atténuation des amplitudes vibratoires associées aux modes incriminés sont constatés (car la solution est multiaxiale).The technical interest of the invention is notably linked to the facts that:
- the incriminated modes of the bus bar are treated;
- no questioning of the previous validation phases is necessary;
- the added mass is low, around 17.5 g;
- the size is small, equivalent to a cylinder with a diameter of 15 mm and a length of 30 mm;
- this results in an 80% attenuation of the vibration amplitudes associated with the incriminated modes (because the solution is multiaxial).
Selon une variante, la zone sensible a une dureté d’élastomère Shore A comprise entre 70A et 90A, de préférence de 80A.According to one variant, the sensitive zone has a Shore A elastomer hardness of between 70A and 90A, preferably 80A.
Cela permet d’avoir une élasticité correspondant à la majorité des modes de la barre omnibus. L’élasticité à 80A correspond à tous les modes.This allows for an elasticity corresponding to the majority of busbar modes. The elasticity at 80A corresponds to all modes.
Selon une variante, ledit batteur dynamique a une longueur comprise entre 5 mm et 12 mm, de préférence de 8 mm, et une masse globale comprise entre 15 g et 20 g, de préférence de 17,5g.According to one variant, said dynamic beater has a length of between 5 mm and 12 mm, preferably 8 mm, and an overall mass of between 15 g and 20 g, preferably 17.5 g.
Cela permet d’avoir des paramètres correspondant à l’environnement de la barre omnibus, et une masse globale permettant de mettre en œuvre la barre omnibus dans les meilleures conditions. Une longueur de 8mm et une masse globale de 17g sont idéales dans les essais.This allows to have parameters corresponding to the environment of the bus bar, and an overall mass allowing to implement the bus bar in the best conditions. A length of 8mm and an overall mass of 17g are ideal in the tests.
Selon une variante, le lest a une masse comprise entre 12g et 16g, de préférence de 14g.According to one variant, the ballast has a mass of between 12g and 16g, preferably 14g.
Cela permet d’avoir les meilleures propriétés physiques pour le batteur dynamique. Une masse de 14g a des propriétés physiques idéales pour le batteur dynamique.This allows for the best physical properties for the dynamic beater. A mass of 14g has ideal physical properties for the dynamic beater.
Selon une variante, ledit batteur dynamique est en élastomère de type polyuréthane thermoplastique.According to one variant, said dynamic mixer is made of thermoplastic polyurethane elastomer.
Cela permet de mettre en œuvre une élasticité facilement avec des matériaux aisément disponibles en grande quantité.This makes it possible to implement elasticity easily with materials that are readily available in large quantities.
Selon une variante, la zone d’accroche a un diamètre compris entre 3mm et 9mm, de préférence de 6 mm.According to one variant, the attachment zone has a diameter between 3mm and 9mm, preferably 6mm.
Cela permet d’avoir une taille correspondant à l’environnement de la barre omnibus sans avoir un encombrement significatif. Un diamètre de 6 mm est optimal dans les essais.This allows for a size that matches the busbar environment without taking up significant space. A diameter of 6 mm is optimal in testing.
Selon une variante, ledit batteur dynamique a des rayons de raccordement compris entre 2 mm et 5 mm, de préférence de 3 mm.According to one variant, said dynamic beater has connection radii of between 2 mm and 5 mm, preferably 3 mm.
Cela permet de recevoir la masse et de mettre en œuvre une butée de la masse.This allows the mass to be received and a mass stop to be implemented.
Selon une variante, le téton est positionné à une distance de la zone d’épaulement comprise entre 3 mm et 7 mm, de préférence de 5 mm.Alternatively, the nipple is positioned at a distance from the shoulder area of between 3 mm and 7 mm, preferably 5 mm.
Cela permet d’avoir une taille de masse suffisante pour avoir une valeur de masse optimale. Une distance de 5mm est idéale dans les essais.This allows to have a sufficient mass size to have an optimal mass value. A distance of 5mm is ideal in the tests.
Selon une variante, l’aiguille a un diamètre compris entre 2 mm et 6 mm, de préférence de 4mm.According to one variant, the needle has a diameter between 2 mm and 6 mm, preferably 4 mm.
Cela permet d’avoir un bon compromis entre rigidité de l’aiguille et solidité de la fixation. Un diamètre de 4 mm est idéal dans les essais.This provides a good compromise between needle rigidity and fixation strength. A diameter of 4 mm is ideal for testing.
L’invention porte en outre sur un procédé de montage d’au moins une barre omnibus d’un véhicule automobile selon l’invention, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- mettre en place ledit batteur dynamique entre ladite barre omnibus et le module de batterie ;
- mettre en place ledit brin de ladite barre omnibus dans la zone d’accroche.
- fixer l’aiguille d’insertion au module de batterie.The invention further relates to a method for mounting at least one bus bar of a motor vehicle according to the invention, characterized in that it comprises the following steps:
- placing said dynamic drummer between said bus bar and the battery module;
- place said strand of said bus bar in the attachment area.
- attach the insertion needle to the battery module.
L'invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l'invention, dans lesquelles :
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L'élaboration de cette solution nécessite d'appréhender le comportement modal de la barre omnibus B (ou « BUSBAR » en langue anglaise) en conditions réelles d'assemblage. Il s’agit notamment de la barre omnibus numéro 11 des modèles commercialisés par le demandeur.The development of this solution requires understanding the modal behavior of the B busbar (or “BUSBAR” in English) in real assembly conditions. This concerns in particular the busbar number 11 of the models marketed by the applicant.
Pour cela, il est important d'utiliser et de positionner deux modules électriques, sur lesquels cet élément est fixé. A cela s'ajoute également des conditions d'encastrement, liées aux contraintes de serrage, identiques à la vie en série, soit un couple de serrage de 8N.m ainsi que la présence de l'interface type mousse MC. Le montage expérimental ainsi réalisé est représenté à la
L'excitation joue également un rôle fondamental, puisqu'il ne faut absolument pas injecter de perturbations provenant du montage accueillant l'excitateur E, au risque d'interagir avec l'élément à caractériser, et par conséquent de nuire à l'interprétation de ses modes propres.Excitation also plays a fundamental role, since it is absolutely necessary to not inject disturbances from the assembly hosting the exciter E, at the risk of interacting with the element to be characterized, and consequently of harming the interpretation of its natural modes.
En particulier, l'excitateur électrodynamique E (pot vibrant) est découplé de la platine élévatrice par 4 plots en élastomère (non représentés). Un capteur d'effort est relié au sommet de la partie mobile du pot vibrant (capteur de référence), ainsi qu'au marbre qui le surplombe. Ce même marbre est monté sur des coussins d'air, ce qui permet de le découpler de son bâti. Deux traverses sont, quant à elles, maintenues de manière rigide sur ce marbre, et les modules électriques sont fixés, et serrés au couple de 10 N.m, directement sur ces traverses.In particular, the electrodynamic exciter E (vibrating pot) is decoupled from the lifting plate by 4 elastomer pads (not shown). A force sensor is connected to the top of the moving part of the vibrating pot (reference sensor), as well as to the marble above it. This same marble is mounted on air cushions, which allows it to be decoupled from its frame. Two crosspieces are, for their part, held rigidly on this marble, and the electrical modules are fixed, and tightened to a torque of 10 N.m, directly on these crosspieces.
Enfin, nous utilisons un vibromètre laser 3D monopoint comme moyen de mesure, ce qui permet de garantir le fait qu'il n'existe pas d'interactions entre le capteur et la structure à mesurer.Finally, we use a single-point 3D laser vibrometer as the measuring means, which ensures that there are no interactions between the sensor and the structure to be measured.
Toutes ces précautions sont importantes pour approcher le comportement modal réel de la barre omnibus monté dans un pack batterie.All these precautions are important to approach the real modal behavior of the bus bar mounted in a battery pack.
Du point de vue protocole expérimental, cet assemblage est soumis à un signal de type « burst random » (ou salves de bruit blanc) dont la bande de fréquences utile correspond à 500Hz. La résolution spectrale, qui correspond donc au pas fréquentiel, est de 0.5Hz, ce qui nous permet d'apprécier très correctement la fréquence de résonnance de chacun des modes.From the experimental protocol point of view, this assembly is subjected to a "random burst" type signal (or white noise bursts) whose useful frequency band corresponds to 500Hz. The spectral resolution, which therefore corresponds to the frequency step, is 0.5Hz, which allows us to very correctly assess the resonance frequency of each of the modes.
Enfin, pour bien appréhender la manière dont se déforme la barre omnibus B à chacune de ces fréquences de résonnance, trente points de mesure équidistants sont répartis sur la surface de la barre omnibus afin de décrire au mieux sa géométrie.Finally, to better understand how busbar B deforms at each of these resonance frequencies, thirty equidistant measurement points are distributed over the surface of the busbar in order to best describe its geometry.
Ainsi, à l'aide de cette représentation expérimentale et des essais réalisés, nous obtenons 6 modes propres sur la bande de fréquences [10,160] Hz. Il n'est pas nécessaire d'étendre au-delà notre analyse dans la mesure où l'excitation réelle du pack batterie correspond majoritairement aux sollicitations de la route (fréquences < 100Hz).Thus, using this experimental representation and the tests carried out, we obtain 6 natural modes on the frequency band [10,160] Hz. It is not necessary to extend our analysis beyond this since the real excitation of the battery pack mainly corresponds to road loads (frequencies < 100 Hz).
Chacun de ces modes décrit une manière particulière de la barre omnibus B, de se déformer, on parle alors de déformée modale. Certaines de ces déformées induisent un déplacement, plus ou moins marqué, à l'extrémité du brin (barre omnibus) le plus long selon deux directions privilégiées.Each of these modes describes a particular way of deforming the bus bar B, we then speak of modal deformation. Some of these deformations induce a displacement, more or less marked, at the end of the longest strand (bus bar) in two preferred directions.
Ces tests montrent parfaitement les modes incriminés et l'orientation que prend le plus long brin de la barre omnibus B pour chacun d'entre eux. Cette zone est donc fortement sollicitée pour des modes 2, 4, 5 et 6, avec un débattement pur dans un premier plan pour le mode 2, puis de débattements combinés dans le premier plan, et dans un deuxième plan perpendiculaire au premier plan, pour les 3 autres modes. Ainsi, pour traiter avec efficacité ce problème, il est important de déployer une solution multiaxiale, sous la forme d'un batteur dynamique.These tests perfectly show the incriminated modes and the orientation taken by the longest strand of bus bar B for each of them. This area is therefore heavily stressed for modes 2, 4, 5 and 6, with pure deflection in a first plane for mode 2, then combined deflections in the first plane, and in a second plane perpendicular to the first plane, for the other 3 modes. Thus, to effectively deal with this problem, it is important to deploy a multiaxial solution, in the form of a dynamic beater.
La solution envisagée a été de designer un batteur dynamique BD pour qu'il fonctionne sur ses propres modes afin d'absorber l'énergie associée aux modes incriminés de la barre omnibus B. C'est une solution prometteuse qui permet d'interagir sur plusieurs modes de la barre omnibus B, mais dont l'élaboration physique est complexe.The solution considered was to design a dynamic BD mixer to operate on its own modes in order to absorb the energy associated with the incriminated modes of the bus bar B. This is a promising solution which allows interaction on several modes of the bus bar B, but whose physical development is complex.
L'invention concerne un véhicule automobile comprenant au moins un batteur dynamique BD dans l’assemblage de la barre de bus B sur un module de batterie M.The invention relates to a motor vehicle comprising at least one dynamic drummer BD in the assembly of the bus bar B on a battery module M.
Cette solution est retenue, notamment par sa capacité à se mouvoir dans plusieurs directions et par conséquent à interagir directement sur les modes de la barre omnibus B à traiter, mais aussi par le fait que l'élaboration du corps du batteur BD sera optimisée par de l'impression 3D et de la stéréolithographie. En effet, l'utilisation de tels procédés permettent d'utiliser différents matériaux et de réaliser cet élément extrêmement vite, ce qui permet de réaliser plusieurs itérations afin de travailler sur certains paramètres de sa géométrie. Le design de l'élément en élastomère, qui assure la liaison entre la barre omnibus B et le lest MB d'une part, et le rôle d'un ressort d'autre part, est dimensionné comme décrit plus bas.This solution is retained, in particular because of its ability to move in several directions and therefore to interact directly on the modes of the bus bar B to be processed, but also because the development of the body of the BD beater will be optimized by 3D printing and stereolithography. Indeed, the use of such processes makes it possible to use different materials and to produce this element extremely quickly, which makes it possible to carry out several iterations in order to work on certain parameters of its geometry. The design of the elastomer element, which ensures the connection between the bus bar B and the ballast MB on the one hand, and the role of a spring on the other hand, is sized as described below.
Les spécificités du batteur dynamique BD illustré en figures 3 et 4, sont les suivantes :The specific features of the BD dynamic drummer illustrated in figures 3 and 4 are as follows:
Une zone d'accroche ZA épouse parfaitement la section de la barre omnibus B. Une zone sensible ZS dont la géométrie nécessité une étude paramétrique en faisant varier le diamètre et la longueur du pylône, ainsi que les rayons de raccordement du pied et de l'épaulement (Zone d’épaulement ZE). Ainsi, l'ajustement de la rigidité et l'aspect cylindrique de cette zone sensible ZS s'accorde avec la fréquence du premier mode à 45Hz d'une part, et permet au batteur d'évoluer dans lesdits premier et deuxième plans pour atteindre son gain optimal.A ZA attachment zone perfectly matches the section of the bus bar B. A ZS sensitive zone whose geometry requires a parametric study by varying the diameter and length of the pylon, as well as the connecting radii of the foot and the shoulder (ZE shoulder zone). Thus, the adjustment of the rigidity and the cylindrical aspect of this ZS sensitive zone agrees with the frequency of the first mode at 45Hz on the one hand, and allows the beater to evolve in said first and second planes to reach its optimal gain.
La zone d'épaulement ZE solidarise le lest MB de son support en élastomère, ce qui permet de privilégier les débattements dans la zone sensible ZS et donc d'activer ses modes propres.The ZE shoulder zone secures the MB ballast to its elastomer support, which makes it possible to prioritize the movements in the sensitive ZS zone and therefore to activate its natural modes.
Le téton T réalise le maintien du lest MB à l'extrémité du batteur, sans qu'elle ne puisse s'échapper au cours des sollicitations dynamiques.The T nipple holds the MB ballast at the end of the beater, without it being able to escape during dynamic stresses.
L'aiguille A facilite l'insertion du lest MB et sa mise sous tension mécanique.Needle A facilitates the insertion of the MB weight and its mechanical tensioning.
Enfin, la taille dans un sens longitudinal est un paramètre qui permet de conserver un contact suffisant entre le lest MB et la zone d'épaulement ZE.Finally, the size in a longitudinal direction is a parameter which allows to maintain sufficient contact between the ballast MB and the shoulder zone ZE.
Cette campagne d'essais, pour le dimensionnement optimal de cette solution, a permis de confronter 3 types de matériaux : TPU shore 60A - TPU shore 70A - TPU shore 80A. A titre d'information, les deux premiers matériaux nécessitent l'utilisation d'une imprimante 3D tandis que le dernier s'appuie sur la stéréolithographie. Deux lests MB ont également été testés pour accorder ce batteur BD (14 g puis 19 g) sous la zone d’épaulement ZE et plusieurs valeurs associées aux paramètres de la zone sensible ZS ont été utilisées. La solution finale a nécessité l'élaboration de 15 batteurs BD.This test campaign, for the optimal sizing of this solution, made it possible to compare 3 types of materials: TPU shore 60A - TPU shore 70A - TPU shore 80A. For information, the first two materials require the use of a 3D printer while the last one relies on stereolithography. Two MB ballasts were also tested to tune this BD beater (14 g then 19 g) under the shoulder zone ZE and several values associated with the parameters of the sensitive zone ZS were used. The final solution required the development of 15 BD beaters.
La solution retenue est donc un batteur dynamique élaboré autour d'un élastomère type TPU shore 80A, dont le diamètre du pylône est de 6 mm, la longueur de 8 mm, les rayons de raccordement de 3 mm, le téton est positionné à 5 mm de l'épaulement, avec un diamètre d'aiguille de 4mm. La masse inerte du lest est de 14 g, et la masse globale du batteur BD est de 17,5 g.The solution chosen is therefore a dynamic beater developed around a TPU shore 80A elastomer, with a pylon diameter of 6 mm, a length of 8 mm, connection radii of 3 mm, the nipple is positioned 5 mm from the shoulder, with a needle diameter of 4 mm. The inert mass of the ballast is 14 g, and the overall mass of the BD beater is 17.5 g.
La
Le gain ainsi obtenu à l'aide de cette solution permet de réduire de 80% l'amplitude du débattement, et résout le problème de rupture de la barre omnibus B.The gain thus obtained using this solution makes it possible to reduce the amplitude of the deflection by 80%, and resolves the problem of breakage of bus bar B.
Enfin, une solution plus aboutie, en termes d'industrialisation, est en cours de réalisation. Cette ultime étape sera réalisée par injection à l'aide d'un moule en céramique spécifique qui permettra de noyer l'intégralité du lest MB dans le matériau élastomère. Il est également envisagé d'utiliser ce matériau élastomère sous sa forme recyclée.Finally, a more advanced solution, in terms of industrialization, is currently being developed. This final step will be carried out by injection using a specific ceramic mold that will allow the entire MB ballast to be embedded in the elastomer material. It is also planned to use this elastomer material in its recycled form.
Cette solution garantit la pérennité des packs batterie, puisqu'elle traite de manière efficace le problème de remontée vibratoire, évitant ainsi de prendre en considération son démontage/remontage au cas où il serait nécessaire de remplacer cette barre omnibus B. Elle pourrait également s'appliquer à n'importe quelle barre omnibus B de grande dimension sur n'importe quel pack batterie.This solution guarantees the durability of the battery packs, since it effectively addresses the problem of vibration build-up, thus avoiding having to consider its disassembly/reassembly in case it is necessary to replace this B busbar. It could also be applied to any large B busbar on any battery pack.
Cette solution est simple à mettre en œuvre et s'intègre parfaitement et rapidement sur la barre omnibus B sans nuire aux validations sécuritaires précédemment obtenues.This solution is simple to implement and integrates perfectly and quickly on the B bus bar without compromising the safety validations previously obtained.
Claims (10)
- des modules de batterie (M) comportant des cellules de batteries, connectés ensemble au moyen d’au moins une barre omnibus (B) ;
- ladite barre omnibus (B) qui comporte une fixation à au moins une extrémité pour fixer ladite extrémité à au moins un module de batterie (M) ;
caractérisé en ce que le pack batterie comprend en outre au moins un batteur dynamique (BD) entre la barre omnibus (B) et ledit module de batterie (M), ledit batteur dynamique (BD) comprenant :
- une zone d’accroche (ZA) recevant un brin de ladite barre de bus (B) ;
- une zone sensible (ZS) connectée à la zone d’accroche (ZA), la zone sensible (ZS) ayant une dureté d’élastomère Shore A comprise entre 50A et 120A ;
- une zone d’épaulement (ZE) connectée à la zone sensible (ZS), la zone d’épaulement (ZE) ayant une forme de voile tronconique s’élargissant en s’éloignant de la zone sensible (ZS) ;
- un téton de retenue (TR) connecté à la zone d’épaulement (ZE) ;
- un lest (MB) recouvrant le téton de retenue (TR), ledit lest (MB) étant retenu sur le batteur dynamique (BD) par le téton de retenue (TR), et ayant une masse comprise entre 10g et 25g ;
- une aiguille d’insertion (AI) connectée au téton de retenue (TR), l’aiguille d’insertion (AI) permettant de fixer le batteur dynamique (BD) au module de batterie (M).Motor vehicle comprising a battery pack which includes:
- battery modules (M) comprising battery cells, connected together by means of at least one bus bar (B);
- said bus bar (B) which comprises a fixing at at least one end for fixing said end to at least one battery module (M);
characterized in that the battery pack further comprises at least one dynamic beater (BD) between the bus bar (B) and said battery module (M), said dynamic beater (BD) comprising:
- a hooking zone (ZA) receiving a strand of said bus bar (B);
- a sensitive zone (ZS) connected to the grip zone (ZA), the sensitive zone (ZS) having a Shore A elastomer hardness of between 50A and 120A;
- a shoulder zone (ZE) connected to the sensitive zone (ZS), the shoulder zone (ZE) having the shape of a truncated sail widening away from the sensitive zone (ZS);
- a retaining nipple (TR) connected to the shoulder zone (ZE);
- a ballast (MB) covering the retaining nipple (TR), said ballast (MB) being retained on the dynamic beater (BD) by the retaining nipple (TR), and having a mass between 10g and 25g;
- an insertion needle (AI) connected to the retaining pin (TR), the insertion needle (AI) allowing the dynamic beater (BD) to be attached to the drum module (M).
- mettre en place ledit batteur dynamique (BD) entre ladite barre omnibus (B) et le module de batterie (M) ;
- mettre en place ledit brin de ladite barre omnibus (B) dans la zone d’accroche (ZA).
- fixer l’aiguille d’insertion (AI) au module de batterie (M).Method for mounting at least one bus bar of a motor vehicle according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises the following steps:
- place said dynamic drummer (BD) between said bus bar (B) and the battery module (M);
- place said strand of said bus bar (B) in the attachment zone (ZA).
- attach the insertion needle (AI) to the battery module (M).
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