EP3084878A1 - Ensemble de stockage d'energie electrique pour vehicule ybride ou electrique - Google Patents

Ensemble de stockage d'energie electrique pour vehicule ybride ou electrique

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EP3084878A1
EP3084878A1 EP14828227.0A EP14828227A EP3084878A1 EP 3084878 A1 EP3084878 A1 EP 3084878A1 EP 14828227 A EP14828227 A EP 14828227A EP 3084878 A1 EP3084878 A1 EP 3084878A1
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EP
European Patent Office
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air
resonators
housing
energy storage
electrical energy
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14828227.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Caroline Marchal
Philippe Recouvreur
Elise JEAN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP3084878A1 publication Critical patent/EP3084878A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • B60K11/06—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with air cooling
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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Electric energy storage assembly for hybrid or electric vehicle
  • the present invention relates to an electrical energy storage assembly for installation in a motor vehicle.
  • a field of application envisaged is in particular, but not exclusively, that of hybrid or electric vehicles.
  • HVAC circuit air conditioning and ventilation
  • the air present in the passenger compartment is, in general, at a temperature sufficient to allow the cooling of the electric storage batteries during the driving phases.
  • a motor-fan unit is then added to the air cooling circuit of the batteries to produce the suction of the air coming from the passenger compartment.
  • the aspiration of the air into the cockpit is accompanied by a noise of mouth of admission which can be perceived in the cockpit, by the driver or the passengers, in addition to the other noises generated by the circuits air cooling.
  • a Helmholtz resonator is a device having an air cavity and a neck.
  • the dimensioning of the volume and the neck make it possible to define a natural frequency at which the resonator will produce a resonance, called Helmholtz resonance.
  • This Helmholtz resonance makes it possible to attenuate sound waves whose frequency is identical to the natural frequency of the resonator.
  • the volume occupied by the electric batteries in a motor vehicle is relatively large and, since the effectiveness of the acoustic foams depends on the quantity of foam disposed around the sources of sound harm, such sound attenuation means can represent a relatively large size in the vehicle.
  • a problem that arises and that aims to solve the invention is to provide relatively compact means for reducing the noise caused by unwanted sound waves propagating in the cooling circuit of the electric batteries.
  • the present invention proposes a set of electrical energy storage, comprising on the one hand a housing and an electric storage battery housed inside the housing, and on the other hand a path passage of air passing through the housing to be able to guide a flow of air for cooling the battery of electric accumulators, the air flow being able to produce sound waves propagating in the air path, the storage assembly further comprising a resonator opening into the air flow path so as to attenuate the sound waves, the resonator being formed in the housing.
  • the resonator is here arranged in the housing, so the dimensioning of the storage assembly can be performed in a particularly compact manner.
  • the housing has at least one thick wall and the resonator is formed in the thickness of the at least one thick wall of the housing, which reduces the space requirement in the interior volume of the housing, and advantageously to increase the compactness of the electrical energy storage assembly.
  • the electrical energy storage assembly comprises a heat exchange plate in contact with the electric storage battery, and the air passageway has a common portion with the exchange plate. thermal.
  • the separation of the air path and the battery advantageously allows to keep the battery isolated from the air flow, so as to preserve it from the ambient humidity.
  • this reduction in the space occupied by the passage of air in the casing makes it possible to group the resonators on a single wall of the casing, so as to reduce the complexity and the manufacturing costs of the casing.
  • the heat exchange plate comprises at least two contiguous fins forming an air channel in the common portion, and the resonator opens into the air channel.
  • the contiguous fins of the heat exchange plate, forming the air channel guide the flow of air in the common portion that the air flow path has with the heat exchange plate, so that optimize heat exchange to cool the battery.
  • the resonator opens into an air channel, which ensures that the resonator opens well in a place where the air flow passes. Thus, the attenuation of the sound waves propagating in the air flow path is optimized.
  • the air flow path extends through the battery of electric accumulators. In this way, rapid and direct cooling of the battery is possible.
  • Increasing the volume open to the flow of air in the casing advantageously allows an attenuation increased sound waves propagating in the air circulation path by volume effect.
  • the electrical energy storage assembly comprises a plurality of resonators.
  • the resonators may be, but not limited to, independant cavity Helmholtz resonators or common air chamber Helmholtz resonators.
  • the air path extends through the battery of electric accumulators.
  • the air path extends throughout the space of the housing occupied by the battery.
  • the portion of the air flow path passing through the housing is then delimited by the walls of the housing, which advantageously makes it possible to provide a large quantity of resonators taking advantage of all the thick walls of the housing.
  • the plurality of resonators have resonance natural frequencies that are different from each other, so as to attenuate, advantageously, sound waves of different frequencies.
  • a part of the resonators of the plurality of resonators has a common air chamber. Since the common-chamber resonators can resonate at a higher natural frequency for a relatively small shared air volume, this advantageously makes it possible to attenuate sound waves with relatively high frequencies, with a relatively small volume of the resonator.
  • a subgroup of the resonators of the plurality of resonators has an independent cavity, so as to be able to arrange a larger number of different resonators, in the housing, which advantageously makes it possible to attenuate a plurality of sound waves of different frequencies, and advantageously, to attenuate complete bands of different frequencies, in particular the band of 50Hz to 100Hz relating to suction mouth noises.
  • the electrical energy storage assembly includes a ventilation member for forcing the flow of air within the air path.
  • the ventilation member may be a fan or any other means for forcing the flow of air within the air path.
  • the ventilation member is disposed downstream of the air path. This arrangement reduces the propagation of noise produced by the fan to the passenger compartment of the motor vehicle, taking advantage of the volume of the battery to absorb some of this noise.
  • FIG. 1 is a schematic view of an electric motor vehicle
  • FIG. 2a shows a cross section of an electrical energy storage assembly according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2b shows a longitudinal section of an electrical energy storage assembly according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows schematically a Helmholtz resonator according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 4 represents, schematically, an electrical energy storage assembly according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 5 shows schematically a detail of Helmholtz resonators according to a second embodiment of the invention
  • - Figure 6 shows schematically an electrical energy storage assembly according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 1 represents a motor vehicle 1, electrically powered, comprising an electric motor, not shown.
  • This vehicle 1 comprises a passenger compartment 2, and a ventilation and air conditioning system 3 of the passenger compartment 2, also called HVAC circuit 3 of the passenger compartment 2.
  • the HVAC circuit 3 opens into the passenger compartment 2 through a multitude of air vents. ventilation arranged in different places of the passenger compartment 2.
  • the HVAC circuit 3 is controllable by the users of the vehicle 1, installed in the passenger compartment 2, to enable them to control the ambient temperature of the passenger compartment 2 as well as the air flow blown by the HVAC circuit 3.
  • the HVAC circuit 3 comprises a blower 4, adapted to blow air conditioning, according to the control of users, in the passenger compartment 2.
  • the vehicle 1 comprises an electric storage battery 6, disposed in an electrical energy storage assembly 5.
  • the battery 6 is adapted to supply the energy required for the electric motor to set the vehicle 1 in motion.
  • the supply of electrical energy from the battery 6 to the electric motor of the vehicle 1, causes a heating of the battery 6, which can greatly degrade its performance.
  • the electrical energy storage assembly 5 comprises a battery cooling circuit, which comprises an air passageway 7 and a fan 8.
  • the fan 8 is adapted to force the flow of air to through the air passageway 7.
  • the fan 8 is disposed downstream of the cooling circuit of the battery 6, so that the noise it generates is partly attenuated by the sole effect of volume in the battery 6. The remaining part being attenuated by resonators that will be described in detail below through various embodiments.
  • the air passageway 7 has an air inlet 26 opening into the passenger compartment 2, and an air outlet 27 leading, for example, to an air vent.
  • this air outlet 27 can be adapted to reinject air into a ventilation and air conditioning circuit, for example, in the HVAC circuit 3 of the passenger compartment 2.
  • the storage assembly 5 comprises a housing 21.
  • This housing 21, which comprises a cover 25 and a base 24, encloses the battery 6, and is traversed by the air passageway 7.
  • the air passageway 7 extends outside the housing 21, on one side to allow aspiration of the air from the passenger compartment 2 at the air inlet 26, for example in a relatively remote from the battery 6, and the opposite to allow the air to be led to the air outlet 27, for example, remote from the battery 6.
  • a heat exchange plate 20 is disposed inside the housing 21 and is kept at a relatively small distance from the base 24, which can be between 1 cm and 10 cm, and advantageously between 1 cm and 3 cm.
  • the heat exchange plate 20 serves to support the battery 6. It is, moreover, in the space formed between the heat exchange plate 20 and the base 24 that is formed the path of passage of air 7.
  • the air flow path 7 then extends throughout the space formed by the base 24 and the heat exchange plate 20.
  • the battery 6 is separated from the air passage path 7 by the heat exchange plate 20, so as to maintain the battery 6 isolated from the air flow.
  • the heat exchange plate 20 is advantageously composed of a multitude of fins 22, making it possible to optimize the heat exchange between the air passing through the air passageway 7 and the battery 6.
  • the fins 22 are arranged so as to come into contact with the flow of air passing through the air passageway 7, without obstructing the passage of air in the air passageway 7, while providing a large contact area to allow heat exchange.
  • the fins 22 are attached perpendicular to the plane formed by the heat exchange plate 20, and have a height adapted to come into contact with the base 24. These fins 22 extend parallel to the direction of flow of the air in the air path 7.
  • the fins 22 and define air channels, each formed by two contiguous fins 22, the base 24 and the plate d
  • the battery 6 is then pressed against the fins 22 on the heat exchange plate 20.
  • the heat exchange plate 20 and the fins 22 are molded together in one piece.
  • the housing 21 comprises thick walls having a thickness e, which may be between 1 mm and 10 cm, and advantageously less than 1 cm. Inside the thick walls, a plurality of Helmholtz resonators are arranged. Despite the obviously made in the thick walls to spare the resonators, the walls retain their rigidity.
  • the plurality of Helmholtz resonators is composed of independent cavity resonators 23.
  • These independent cavity resonators 23 are arranged in the thickness of the walls of the base 24 of the housing. 21, and have a neck 31 and an air cavity 32.
  • the neck 31 opens at one of its ends in the air flow path 7, at an opening 30, and opens at its other end in the air cavity 32.
  • the air cavity 32 is only open on the neck 30.
  • the independent cavity resonators 23 are Helmholtz resonators adapted to produce a resonance, called Helmholtz resonance, at a natural frequency fo determined as a function of the length of the neck 31, the section of the neck 31 and the volume of the cavity. air 32.
  • This natural frequency fo is determined by the following equation: In which :
  • - c corresponds to the speed of sound in the air;
  • - A corresponds to the section of the neck 31;
  • L corresponds to the length of the neck 31
  • equation (1) it is carried out during a preliminary step of design of the housing 21, the sizing of the independent cavity resonators 23, to allow the attenuation of unwanted sound waves that may be present in the path 7. To this end, it is necessary to define the dimensions of the neck 31 and the air cavity 32 of an independent cavity resonator 23, so that it resonates at a natural frequency fo near or substantially equal to the frequency of an undesirable sound wave.
  • the independant cavity resonators 23 produce, as the air passes through the air passageway 7, a resonance adapted to attenuate unwanted sound waves propagating in the air path 7. This allows, logically, to attenuate unwanted sound waves propagating towards the passenger compartment 2 of the vehicle 1.
  • the plurality of independent cavity resonators 23 formed in the thickness of the base 24 of the housing 21 will be designed, preferably, to attenuate low frequencies, for example in a frequency band ranging from 50 Hz to 100 Hz; this frequency band corresponding, for example, to the suction mouth noise caused at the intake of air into the passenger compartment 2 by the cooling circuit of the battery.
  • the plurality of independent cavity resonators 23 formed in the thickness of the walls of the housing 21, will be designed to attenuate high frequencies, for example in a frequency band ranging from 300 Hz to 2000 Hz, corresponding, for example, to the frequencies of sound waves produced by the action of the fan 8.
  • an independent cavity resonator 23 adapted to resonate at the given frequency, in each air channel formed by two contiguous fins 22 of the heat exchange plate 20.
  • the elements common to the first embodiment, or having the same function will bear an identical reference accompanied by a prime sign: "'", while the new elements will present references in the following references already used.
  • the resonators 43 have the particularity of having a common chamber 42.
  • a plurality of common-chamber resonators 43 are formed inside the base 24 'of the housing 21'.
  • FIG. 5 illustrates in perspective the plurality of resonators 43.
  • the common-chamber resonators 43 are Helmholtz resonators, each of which comprises a neck 41, opening at one end in the air passageway 7 'and at the other end in a common air chamber 42.
  • each resonator opens respectively into a channel defined by a pair of fins 22 'contiguous.
  • ⁇ A corresponds to the sum of the neck sections 41 of the resonators 43 sharing a common air chamber 42;
  • L corresponds to the length of the collars 41 of the resonators 43 sharing the same common air chamber 42;
  • - V corresponds to the volume of air in the common air chamber 42.
  • the resonators with a common air chamber 43 make it possible to obtain a common air chamber 42 having a large volume of air, compared with an independent cavity resonator 23 ', and an opening section on the air path. greater air passage, since it corresponds to the sum of the sections of the collars 41 of the resonators sharing the same common chamber 42, allowing these resonators to produce a relatively high natural frequency resonance.
  • common-chamber resonators 43 For common-chamber resonators 43 to produce a natural frequency f 0 at 300 Hz, and thus attenuate an undesirable sound wave of the same frequency, it is possible to use 7 resonators sharing the same air chamber, each dimensioned with a neck length 41 of 10mm and a neck section 41 of 12.3mm.
  • the common air chamber 42 forms a parallelepiped of dimensions 600mm x 400mm x 10 mm, so that it comprises an air volume of 2.4 liters, or 0.0024m 3 .
  • the elements common to the first and second embodiments, or having the same function, will bear an identical reference accompanied by a double premium sign: "", while the new elements will present references in the following references already used
  • the electric accumulators of the battery 6 are directly cooled by the air circulating in the air passageway 7", and advantageously, it is possible to take advantage of all the thick walls of the housing 21 "to provide a significant quantity of resonators 23 ", 43.
  • This large amount of resonators is formed both in the base 24" of the housing in the hood 25 ". This advantageously makes it possible to attenuate more waves of different frequencies, and to attenuate more strongly the wave frequencies which are particularly harmful to the acoustic comfort of the passenger compartment 2 of the motor vehicle 1.

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Abstract

Un ensemble de stockage d'énergie électrique (5), comprenant d'une part un boîtier (21) et une batterie d'accumulateurs électriques (6) logée à l'intérieur dudit boîtier (21), et d'autre part un chemin de passage d'air (7) traversant ledit boîtier (21) pour pouvoir guider un écoulement d'air destiné à refroidir ladite batterie d'accumulateurs électriques (6), l'écoulement d'air étant apte à produire des ondes sonores se propageant dans ledit chemin de passage d'air (7), ledit ensemble de stockage comportant en outre un résonateur (23, 43) débouchant dans ledit chemin de passage d'air (7) de manière à pouvoir atténuer les ondes sonores, ledit résonateur (23, 43) étant ménagé dans ledit boîtier (21). Il est ainsi possible de limiter la propagation des nuisances sonores dans le circuit de refroidissment des batteries électriques tout en conservant un encombrement réduit.

Description

Ensemble de stockage d'énergie électrique pour véhicule hybride ou électrique
La présente invention se rapporte à un ensemble de stockage d'énergie électrique destiné à être installé dans un véhicule automobile.
Un domaine d'application envisagé est notamment, mais non exclusivement, celui des véhicules hybride ou électrique.
Il est fréquent que les batteries d'accumulateurs électriques haute tension, servant à l'alimentation des moteurs électriques des véhicules automobiles, hybride ou électrique, soient refroidies par de l'air prélevé dans l'habitacle du véhicule. En effet, les usagers du véhicule contrôlent un circuit dédié de climatisation et de ventilation de l'air, aussi nommé circuit HVAC, acronyme de l'anglais « Heat, Ventilation and Air-Conditioning », pour obtenir une température d'ambiance adaptée à leur confort. Ainsi, l'air présent dans l'habitacle est, en général, à une température suffisante pour permettre le refroidissement des batteries d'accumulateurs électriques lors des phases de roulage. Un groupe moto-ventilateur est alors adjoint au circuit de refroidissement d'air des batteries pour produire l'aspiration de l'air venant de l'habitacle.
Néanmoins, l'aspiration de l'air dans l'habitacle, s'accompagne d'un bruit de bouche d'admission pouvant être perçu dans l'habitacle, par le conducteur ou les passagers, en plus des autres bruits générés par les circuits de refroidissement à air.
Pour permettre un bon refroidissement de la batterie, il n'est pas souhaitable de limiter le fonctionnement du circuit de refroidissement des batteries ; il convient alors de chercher à atténuer les bruits générés.
Dans l'objectif d'atténuer les bruits générés par les circuits de refroidissement des batteries électriques, on connaît l'installation de mousse acoustique absorbante autour des batteries électriques et de leurs circuits de refroidissement. En particulier on connaît du document de brevet US8186468 une mousse acoustique absorbante, disposée dans le coffre du véhicule, au dessus du plancher du coffre, de manière à recouvrir la batterie électrique du véhicule et son système de refroidissement. Cette mousse est moulée de manière à former un conduit d'air permettant de diriger l'air expulsé par le groupe moto-ventilateur du circuit de refroidissement vers une mise à l'air. En outre ce conduit d'air peut comprendre une cavité agissant comme un résonateur de Helmholtz.
Un résonateur de Helmholtz est un dispositif possédant une cavité d'air et un col. Le dimensionnement du volume et du col permettent de définir une fréquence propre à laquelle le résonateur produira une résonance, dite résonance de Helmholtz. Cette résonance de Helmholtz permet d'atténuer des ondes sonores dont la fréquence est identique à la fréquence propre du résonateur.
D'une manière générale, le volume occupé par les batteries électriques dans un véhicule automobile est relativement important et, l'efficacité des mousses acoustiques dépendant de la quantité de mousse disposée autour des sources de nuissance sonore, de tels moyens d'atténuation sonores peuvent représenter un encombrement relativement important dans le véhicule.
Aussi un problème qui se pose et que vise à résoudre l'invention est de fournir des moyens relativement compacts pour atténuer le bruit provoqué par des ondes sonores indésirables se propageant dans le circuit de refroidissement des batteries électriques.
Dans le but de résoudre ce problème, la présente invention propose un ensemble de stockage d'énergie électrique, comprenant d'une part un boîtier et une batterie d'accumulateurs électriques logée à l'intérieur du boîtier, et d'autre part un chemin de passage d'air traversant le boîtier pour pouvoir guider un écoulement d'air destiné à refroidir la batterie d'accumulateurs électriques, l'écoulement d'air étant apte à produire des ondes sonores se propageant dans le chemin de passage d'air, l'ensemble de stockage comportant en outre un résonateur débouchant dans le chemin de passage d'air de manière à pouvoir atténuer les ondes sonores, le résonateur étant ménagé dans le boîtier. Contrairement à l'art antérieur, où le résonateur est disposé à l'extérieur du boîtier, le résonateur est ici disposé dans le boîtier, ainsi le dimensionnement de l'ensemble de stockage peut être effectué de manière particulièrement compacte.
Avantageusement, le boîtier présente au moins une paroi épaisse et le résonateur est ménagé dans l'épaisseur de la au moins une paroi épaisse du boîtier, ce qui permet de réduire l'encombrement dans le volume intérieur du boîtier, et, avantageusement, d'augmenter la compacité de l'ensemble de stockage d'énergie électrique.
Selon un mode de réalisation, l'ensemble de stockage d'énergie électrique comprend une plaque d'échange thermique en contact avec la batterie d'accumulateurs électriques, et le chemin de passage d'air présente une portion commune avec la plaque d'échange thermique. La séparation du chemin de passage d'air et de la batterie, permet avantageusement, de maintenir la batterie isolée de l'écoulement d'air, de manière à la préserver de l'humidité ambiante. De plus, cette réduction de l'espace occupé par le passage d'air dans le boîtier, permet de regrouper les résonateurs sur une seule paroi du boîtier, de façon à réduire la complexité et les coûts de fabrication du boîtier.
Selon un mode de réalisation, la plaque d'échange thermique comprend au moins deux ailettes contiguës formant un canal d'air dans la portion commune, et le résonateur débouche dans le canal d'air. Les ailettes contiguës de la plaque d'échange thermique, formant le canal d'air, permettent de guider l'écoulement d'air dans la portion commune que présente le chemin de passage d'air avec la plaque d'échange thermique, de manière à optimiser les échanges thermiques pour refroidir la batterie. Avantageusement, le résonateur débouche dans un canal d'air, ce qui permet de s'assurer que le résonateur débouche bien en un endroit où passe l'écoulement d'air. Ainsi, on optimise l'atténuation des ondes sonores se propageant dans le chemin de circulation d'air.
Selon un mode de réalisation, le chemin de passage d'air s'étend à travers la batterie d'accumulateurs électriques. De la sorte, un refroidissement direct et rapide de la batterie est possible. L'augmentation du volume ouvert à l'écoulement d'air dans le boîtier permet, avantageusement, une atténuation augmentée des ondes sonores se propageant dans le chemin de circulation d'air par effet de volume.
Selon un autre mode de réalisation, l'ensemble de stockage d'énergie électrique comprend une pluralité de résonateurs. Les résonateurs peuvent être, de manière non limitative, des résonateurs de Helmholtz à cavité indépendante ou des résonateurs de Helmholtz à chambre d'air commune. Ainsi pour une onde sonore d'une fréquence donnée se propageant dans le chemin de passage d'air, plus les résonateurs adaptés pour résonner à cette fréquence donnée seront nombreux à être ménagés dans le boîtier, plus on atténuera l'onde sonore.
Lorsque le chemin de passage d'air s'étend à travers la batterie d'accumulateurs électriques. En particulier, le chemin de passage d'air s'étend dans tout l'espace du boîtier occupé par la batterie. La portion du chemin de passage d'air traversant le boîtier est alors délimité par les parois du boîtier, ce qui permet, avantageusement, de ménager une grande quantité de résonateurs en profitant de l'ensemble des parois épaisses du boîtier.
Avantageusement, la pluralité de résonateurs présentent des fréquences propres de résonance différentes les unes des autres, de manière à atténuer, avantageusement, des ondes sonores de fréquences différentes.
Selon un troisième mode de réalisation, une partie des résonateurs de la pluralité de résonateurs présente une chambre d'air commune. Les résonateurs à chambre commune pouvant résonner à une fréquence propre plus élevée pour un volume d'air partagé relativement faible, cela permet, avantageusement, d'atténuer des ondes sonores de fréquences relativement élevées, avec un volume d'encombrement du résonateur relativement faible.
De manière préférentielle, un sous-groupe des résonateurs de la pluralité de résonateurs présente une cavité indépendante, de manière à pouvoir ménager un plus grand nombre de résonateurs différents, dans le boîtier, ce qui permet, avantageusement, d'atténuer une pluralité d'ondes sonores de fréquences différentes, et avantageusement, d'atténuer des bandes complètes de fréquences différentes, en particulier la bande de 50Hz à 100Hz relative aux bruits de bouche d'aspiration.
De manière préférentielle, l'ensemble de stockage d'énergie électrique comprend un organe de ventilation pour forcer l'écoulement d'air à l'intérieur du chemin de passage d'air. L'organe de ventilation peut être un ventilateur ou tout autre moyen permettant de forcer l'écoulement d'air à l'intérieur du chemin de passage d'air.
Avantageusement, l'organe de ventilation est disposé en aval du chemin de passage d'air. Cette disposition permet de réduire la propagation du bruit produit par le ventilateur vers l'habitacle du véhicule automobile, en profitant du volume de la batterie pour absorber une partie de ce bruit.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après des modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule automobile électrique ;
- la figure 2a représente une coupe transversale d'un ensemble de stockage d'énergie électrique selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2b représente une coupe longitudinale d'un ensemble de stockage d'énergie électrique selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 3 représente, schématiquement, un résonateur de Helmholtz selon un mode de réalisation de l'invention.
- la figure 4 représente, schématiquement, un ensemble de stockage d'énergie électrique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 5 représente, schématiquement, un détail de résonateurs de Helmholtz selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; et, - la figure 6 représente, schématiquement, un ensemble de stockage d'énergie électrique selon un troisième mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 , représente un véhicule automobile 1 , à motorisation électrique, comprenant un moteur électrique non représenté. Ce véhicule 1 comprend un habitacle 2, et un système de ventilation et de climatisation 3 de l'habitacle 2, aussi dénommé circuit HVAC 3 de l'habitacle 2. Le circuit HVAC 3 débouche dans l'habitacle 2 par une multitude de bouches d'aération disposées en différents endroits de l'habitacle 2.
Le circuit HVAC 3 est contrôlable par les usagers du véhicule 1 , installés dans l'habitacle 2, pour leur permettre de commander la température d'ambiance de l'habitacle 2 ainsi que le débit d'air soufflé par le circuit HVAC 3. A cet effet, le circuit HVAC 3 comprend un ventilateur de soufflage 4, adapté pour souffler l'air climatisé, selon la commande des usagers, dans l'habitacle 2.
Le véhicule 1 comprend une batterie d'accumulateurs électriques 6, disposée dans un ensemble de stockage d'énergie électrique 5. La batterie 6 est adaptée pour fournir l'énergie nécessaire au moteur électrique pour la mise en mouvement du véhicule 1 . La fourniture d'énergie électrique de la batterie 6 vers le moteur électrique du véhicule 1 , provoque un échauffement de la batterie 6, pouvant fortement dégrader ses performances. Aussi, l'ensemble de stockage d'énergie électrique 5 comprend un circuit de refroidissement de la batterie, lequel comporte un chemin de passage d'air 7 et un ventilateur 8. Le ventilateur 8 est adapté pour forcer l'écoulement d'air à travers le chemin de passage d'air 7.
Le ventilateur 8 est disposé en aval du circuit de refroidissement de la batterie 6, de telle sorte que le bruit qu'il génère soit en partie atténué par le seul effet de volume dans la batterie 6. La partie restante étant atténuée par des résonateurs que l'on va décrire en détail ci-après à travers différents modes de réalisation.
En référence aux figures 2a et 2b, le chemin de passage d'air 7, présente une entrée d'air 26 débouchant dans l'habitacle 2, et une sortie d'air 27 débouchant, par exemple, vers une mise à l'air. Alternativement, cette sortie d'air 27 peut être adaptée pour réinjecter l'air dans un circuit de ventilation et de climatisation d'air, par exemple, dans le circuit HVAC 3 de l'habitacle 2.
Dans ce premier mode de réalisation, en référence aux figures 2a et 2b, l'ensemble de stockage 5, comprend un boîtier 21 . Ce boîtier 21 , qui comprend un capot 25 et une embase 24, renferme la batterie 6, et est traversé par le chemin de passage d'air 7.
Le chemin de passage d'air 7 se prolonge en dehors du boîtier 21 , d'un côté pour permettre une aspiration de l'air de l'habitacle 2 au niveau de l'entrée d'air 26, par exemple en un endroit relativement éloigné de la batterie 6, et à l'opposé pour permettre la conduite de l'air jusqu'à la sortie d'air 27, par exemple, éloignée de la batterie 6.
Une plaque d'échange thermique 20 est disposée à l'intérieur du boîtier 21 et est maintenue à une distance relativement faible de l'embase 24, pouvant être comprise entre 1 cm et 10cm, et avantageusement comprise entre 1 cm et 3cm. La plaque d'échange thermique 20 sert de support à la batterie 6. C'est, par ailleurs, dans l'espace formé entre la plaque d'échange thermique 20 et l'embase 24 qu'est formé le chemin de passage d'air 7. Le chemin de passage d'air 7 s'étend alors dans tout l'espace formé par l'embase 24 et la plaque d'échange thermique 20. Aussi la batterie 6 est séparée du chemin de passage d'air 7 par la plaque d'échange thermique 20, de manière à maintenir la batterie 6 isolée de l'écoulement d'air.
La plaque d'échange thermique 20 est avantageusement composée d'une multitude d'ailettes 22, permettant d'optimiser les échanges thermiques entre l'air passant dans le chemin de passage d'air 7 et la batterie 6. Les ailettes 22 sont disposées de manière à entrer au contact de l'écoulement d'air passant dans le chemin de passage d'air 7, sans obstruer le passage de l'air dans le chemin de passage d'air 7, tout en offrant une grande surface de contact pour permettre l'échange thermique. Les ailettes 22 sont attachées perpendiculairement au plan formé par la plaque d'échange thermique 20, et ont une hauteur adaptée pour venir au contact de l'embase 24. Ces ailettes 22 s'étendent parallèlement au sens d'écoulement de l'air dans le chemin de passage d'air 7. Les ailettes 22 délimitent ainsi des canaux d'air, formés chacun par deux ailettes 22 contiguës, l'embase 24 et la plaque d'échange thermique 20. La batterie 6 est alors appuyée à l'opposé des ailettes 22 sur la plaque d'échange thermique 20.
La plaque d'échange thermique 20 et les ailettes 22 sont moulées ensemble d'une seule pièce.
Le boîtier 21 , comprend des parois épaisses présentant une épaisseur e, pouvant être comprise entre 1 mm et 10cm, et étant, avantageusement inférieure à 1 cm. A l'intérieur des parois épaisses, une pluralité de résonateurs de Helmholtz sont ménagés. Malgré les évidemment réalisés dans les parois épaisses pour ménager les résonateurs, les parois conservent leur rigidité.
Dans ce premier mode de réalisation, en référence à la figure 3, la pluralité de résonateurs de Helmholtz est composée de résonateurs à cavité indépendante 23. Ces résonateurs à cavité indépendante 23 sont disposés dans l'épaisseur des parois de l'embase 24 du boîtier 21 , et présentent un col 31 et une cavité d'air 32. Le col 31 débouche à l'une de ses extrémités dans le chemin de passage d'air 7, au niveau d'une ouverture 30, et débouche à son autre extrémité dans la cavité d'air 32. La cavité d'air 32 est uniquement ouverte sur le col 30.
Les résonateurs à cavité indépendante 23 sont des résonateurs de Helmholtz adaptés pour produire une résonance, dite résonance de Helmholtz, à une fréquence propre fo déterminée en fonction de la longueur du col 31 , de la section du col 31 et du volume de la cavité d'air 32.
Cette fréquence propre fo est déterminée par l'équation suivante : Dans laquelle :
- c correspond à la célérité du son dans l'air ; - A correspond à la section du col 31 ;
- L correspond à la longueur du col 31 ;
- V correspond au volume d'air de la cavité d'air 32.
Par l'application de l'équation (1 ), on procède lors d'une étape préalable de conception du boîtier 21 , au dimensionnement des résonateurs à cavité indépendante 23, pour permettre l'atténuation des ondes sonores indésirables pouvant être présentes dans le chemin de passage d'air 7. A cette fin, il faut définir les dimensions du col 31 et de la cavité d'air 32 d'un résonateur à cavité indépendante 23, de façon à ce qu'il résonne à une fréquence propre fo proche ou sensiblement égale à la fréquence d'une onde sonore indésirable.
Les résonateurs à cavité indépendante 23 produisent, au passage de l'air dans le chemin de passage d'air 7, une résonance adaptée pour atténuer des ondes sonores indésirables se propageant dans le chemin de passage d'air 7. Ceci permettant, logiquement, d'atténuer les ondes sonores indésirables se propageant vers l'habitacle 2 du véhicule 1 .
Avantageusement, la pluralité de résonateurs à cavité indépendante 23 ménagée dans l'épaisseur de l'embase 24 du boîtier 21 sera conçue, préférentiellement, pour atténuer des fréquences basses, par exemple dans une bande fréquence allant de 50Hz à 100Hz ; cette bande fréquence correspondant, par exemple, au bruit de bouche d'aspiration provoqué au niveau de l'aspiration d'air dans l'habitacle 2 par le circuit de refroidissement de la batterie. Alternativement, la pluralité de résonateurs à cavité indépendante 23 ménagée dans l'épaisseur des parois du boîtier 21 , sera conçue pour atténuer des fréquences hautes, par exemple dans une bande de fréquence allant de 300Hz à 2000Hz, correspondant, par exemple, aux fréquences des ondes sonores produites par l'action du ventilateur 8.
Avantageusement, pour atténuer une onde sonore à une fréquence donnée, on disposera un résonateur à cavité indépendante 23, adapté pour résonner à la fréquence donnée, dans chaque canal d'air formé par deux ailettes 22 contiguës de la plaque d'échange thermique 20. Selon un deuxième exemple de réalisation, en référence aux figures 4 et 5, les éléments communs au premier mode de réalisation, ou présentant la même fonction, porteront une référence identique assortie d'un signe prime : «'», tandis que les nouveaux éléments présenteront des références dans la suite des références déjà utilisées.
Selon ce deuxième exemple, les résonateurs 43 présentent la particularité d'avoir une chambre commune 42. Ainsi, une pluralité de résonateurs à chambre commune 43 sont ménagés à l'intérieur de l'embase 24' du boîtier 21 '. La figure 5 illustre en perspective la pluralité de résonateurs 43. Les résonateurs à chambre commune 43 sont des résonateurs de Helmholtz qui comprennent chacun un col 41 , débouchant à une extrémité dans le chemin de passage d'air 7' et à l'autre extrémité dans une chambre d'air commune 42.
Avantageusement, selon ce mode de réalisation, chaque résonateur débouche respectivement dans un canal défini par une paire d'ailettes 22' contiguës.
Pour calculer la fréquence propre fo des résonateurs à chambre commune 43 selon ce mode de réalisation, on peut utiliser l'équation suivante :
Dans laquelle :
- ∑A correspond à la somme des sections de cols 41 des résonateurs 43 partageant une même chambre d'air commune 42;
- L correspond à la longueur des cols 41 des résonateurs 43 partageant une même chambre d'air commune 42 ;
- V correspond au volume d'air dans la chambre d'air commune 42.
Avantageusement, les résonateurs à chambre d'air commune 43 permettent d'obtenir une chambre d'air commune 42 possédant un volume d'air important, comparativement à un résonateur à cavité indépendante 23', et une section d'ouverture sur le chemin de passage d'air plus importante, puisqu'elle correspond à la somme des sections des cols 41 des résonateurs partageant la même chambre commune 42, cela permettant à ces résonateurs de produire une résonance de fréquence propre relativement élevée. Ainsi, il est possible d'atténuer des ondes de fréquences relativement élevées en multipliant la quantité des résonateurs à chambre d'air commune 43 possédant de petites sections de col et partageant une même chambre d'air commune 42.
Par exemple, pour que des résonateurs à chambre commune 43, produisent une fréquence propre fo à 300Hz, et donc atténuent une onde sonore indésirable de même fréquence, on peut utiliser 7 résonateurs partageant une même chambre d'air, dimensionnés, chacun, avec une longueur de col 41 de 10mm et une section de col 41 de 12,3mm. La chambre d'air commune 42, forme un parallélépipède de dimensions 600mm x 400mm x 10 mm, de sorte qu'elle comprend un volume d'air de 2.4 litres, soit 0.0024m3.
L'adaptation de cet exemple d'application numérique, pour atténuer d'autres fréquences d'ondes sonores indésirables, est une chose bien connue de l'homme du métier.
Selon un troisième mode de réalisation, en référence à la figure 6, les éléments communs au premier et au deuxième mode de réalisation, ou présentant la même fonction, porteront une référence identique assortie d'un signe double prime : « " », tandis que les nouveaux éléments présenteront des références dans la suite des références déjà utilisées. Ainsi, le boîtier 21 " est entièrement traversé par le chemin de passage d'air 7". Autrement dit la portion du chemin de passage d'air 7" traversant le boîtier 21 " correspond au volume même de l'intérieur du boîtier 21 ". Les accumulateurs électriques de la batterie 6" sont directement refroidis par l'air circulant dans le chemin de passage d'air 7", et avantageusement, il est possible de profiter de l'ensemble des parois épaisses du boîtier 21 " pour ménager une importante quantité de résonateurs 23", 43. Cette importante quantité de résonateurs est ménagée aussi bien dans l'embase 24" du boîtier que dans le capot 25". Cela permet avantageusement d'atténuer plus d'ondes de fréquences différentes, et d'atténuer plus fortement les fréquences d'ondes particulièrement nuisibles au confort acoustique de l'habitacle 2 du véhicule automobile 1 .

Claims

Revendications
1 . Ensemble de stockage d'énergie électrique (5), comprenant d'une part un boîtier (21 ) et une batterie d'accumulateurs électriques (6) logée à l'intérieur dudit boîtier (21 ), et d'autre part un chemin de passage d'air (7) traversant ledit boîtier (21 ) pour pouvoir guider un écoulement d'air destiné à refroidir ladite batterie d'accumulateurs électriques (6), l'écoulement d'air étant apte à produire des ondes sonores se propageant dans ledit chemin de passage d'air (7), ledit ensemble de stockage comportant en outre un résonateur (23, 43) débouchant dans ledit chemin de passage d'air (7) de manière à pouvoir atténuer les ondes sonores, caractérisé en ce que ledit résonateur (23, 43) est ménagé dans ledit boîtier (21 ).
2. Ensemble de stockage d'énergie électrique (5), selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit boîtier (21 ) présente au moins une paroi épaisse, et en ce que le résonateur (23, 43) est ménagé dans l'épaisseur de ladite au moins une paroi épaisse dudit boîtier (21 ).
3. Ensemble de stockage d'énergie électrique (5), selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque d'échange thermique (20) en contact avec ladite batterie d'accumulateurs électriques (6), et en ce que ledit chemin de passage d'air (7) présente une portion commune avec ladite plaque d'échange thermique (20).
4. Ensemble de stockage d'énergie électrique (5), selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite plaque d'échange thermique (20) comprend au moins deux ailettes (22) contiguës formant un canal d'air dans ladite portion commune, et en ce que ledit résonateur (23, 43) débouche dans ledit canal d'air.
5. Ensemble de stockage d'énergie électrique (5), selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit chemin de passage d'air (7) s'étend à travers ladite batterie d'accumulateurs électriques (6).
6. Ensemble de stockage d'énergie électrique (5), selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de résonateurs (23, 43).
7. Ensemble de stockage d'énergie électrique (5), selon la revendication 6, caractérisé en ce que des résonateurs (23, 43) de ladite pluralité de résonateurs (23, 43) présentent des fréquences propres de résonance différentes les unes des autres.
8. Ensemble de stockage d'énergie électrique (5), selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'au moins une partie des résonateurs (23, 43) de ladite pluralité de résonateurs (23, 43) présente une chambre d'air commune (42).
9. Ensemble de stockage d'énergie électrique (5), selon l'une quelconque des revendication 6 à 8, caractérisé en ce qu'au moins un groupe de résonateurs (23, 43) de ladite pluralité de résonateurs (23, 43) présente une cavité indépendante (32).
10. Ensemble de stockage d'énergie électrique (5), selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un organe de ventilation (8) pour forcer ledit écoulement d'air à l'intérieur du chemin de passage d'air (7), ledit organe de ventilation (8) étant disposé en aval du chemin de passage d'air (7).
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