EP3857157A1 - Dispositif de gestion thermique d'un dispositif de stockage électrique pour véhicule automobile - Google Patents

Dispositif de gestion thermique d'un dispositif de stockage électrique pour véhicule automobile

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Publication number
EP3857157A1
EP3857157A1 EP19801932.5A EP19801932A EP3857157A1 EP 3857157 A1 EP3857157 A1 EP 3857157A1 EP 19801932 A EP19801932 A EP 19801932A EP 3857157 A1 EP3857157 A1 EP 3857157A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchange
recess
plug
thermal management
management device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19801932.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Eric TUDEAU
Jean Damien MULLER
Antonio DE FIGUEIREDO
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.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP3857157A1 publication Critical patent/EP3857157A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F7/00—Elements not covered by group F28F1/00, F28F3/00 or F28F5/00
    • F28F7/02—Blocks traversed by passages for heat-exchange media
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00321—Heat exchangers for air-conditioning devices
    • B60H1/00328—Heat exchangers for air-conditioning devices of the liquid-air type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2220/00—Closure means, e.g. end caps on header boxes or plugs on conduits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the field of the present invention relates to the thermal regulation of an electrical storage device, and more particularly, the present invention relates to the thermal regulation of an electrical storage device intended for electric or hybrid motor vehicles.
  • Electric and hybrid vehicles are commonly equipped with an electric storage device.
  • Such an electrical storage device consists of an assembly of electrical modules, themselves made of an assembly of electrochemical cells.
  • the electrical storage device should be thermally regulated.
  • Thermal management of the electrical storage device aims to maintain the temperature of the electrical modules that compose it, at a temperature of approximately between 20 ° C and 40 ° C. Indeed, when the temperature of an electrical module is too low, the capacity of its electrochemical cells decreases and when the temperature of an electrical module is too high the lifetime of its electrochemical cells is degraded.
  • a thermal management device comprising at least one heat exchange plate positioned directly in contact with an electrical module of the electrical storage device and traversed by a heat transfer fluid.
  • the heat exchange plate or plates are traversed by a heat exchange circuit formed for example by conduits formed in the heat exchange plate or plates themselves.
  • This heat exchange circuit generally comprises circulation channels, the ends of which open out onto the edges of the heat exchange plates. These ends outlets are blocked by plugs in order to close the heat exchange circuit. These plugs are generally glued, brazed or welded to the heat exchange plate.
  • One of the aims of the present invention is to at least partially remedy the drawbacks of the prior art and to propose an improved thermal management device in particular at the level of the fixing of the plugs obstructing the through ends of the circulation channels.
  • the present invention therefore relates to a thermal management device of an electrical storage device for a motor vehicle, said thermal management device comprising at least one heat exchange plate inside which is formed a heat exchange circuit at within which is intended to circulate a heat transfer fluid, the heat exchange plate comprising a circulation channel of which at least one end is open onto one of the edges of said heat exchange plate, said open end being obstructed by a crimped plug on the edge of the heat exchange plate, said edge comprising at the level of the open end of the circulation channel a recess inside which the plug is inserted, the plug having an upper part covering the open end and being of a height less than the depth of said recess, the recess comprising on its edges at least two portions crushed and pushed inwardly of said recess at least locally so as to at least partially cover the edges of the upper part of the plug.
  • the fact of crimping the plug on the heat exchange plate makes it possible to seal the circulation channels without having to resort to heavy and energy-consuming means such as brazing.
  • the indentation is carried out over the entire thickness of the wafer.
  • the edges of the recess are crushed and pushed back towards the inside of the recess over the entire thickness of the wafer.
  • the edges of the recess are crushed and pushed back inside the recess over part of the thickness of the wafer.
  • the plug has a seal placed between its upper part and the bottom of the recess.
  • the through end of the circulation channel forms an opening and in that the plug has a stud arranged perpendicular to its upper part, said stud coming to be inserted inside said opening.
  • the opening and the circulation channel are of oblong section, said opening being longer than said circulation channel so as to form two shoulders at the bottom of said opening, the tenon of the plug coming in look of said shoulders.
  • the plug has a seal surrounding the post and coming into contact with the interior wall of the opening.
  • the seal placed between the upper part of the stopper and the bottom of the recess comes integrally with the seal surrounding the tenon.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective representation of a thermal management device according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic perspective representation of a thermal management device according to a second embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic perspective representation of a thermal management device according to a third embodiment
  • FIG. 4 shows a schematic perspective representation of the fixing of a plug according to a first embodiment
  • FIG. 5 shows a schematic perspective representation of the fixing of a plug according to a second embodiment
  • FIG. 6 shows a schematic perspective representation of the edge of a heat exchange plate
  • Figure 7 shows a schematic perspective representation of a plug.
  • first element or second element as well as first parameter and second parameter or even first criterion and second criterion etc.
  • indexing to differentiate and name elements or parameters or criteria that are close but not identical. This indexing does not imply a priority of an element, parameter or criterion over another and one can easily interchange such names without departing from the scope of this description. This indexing also does not imply an order in time for example to assess this or that criterion.
  • FIG. 1 shows a thermal management device 1 of an electrical storage device for a motor vehicle.
  • This thermal management device 1 comprising at least one heat exchange and connection plate 10A inside which is formed a heat exchange circuit within which is intended to circulate a heat transfer fluid.
  • This heat exchange and connector plate 10A comprises a first 101A and a second 102A flat wall parallel to each other.
  • One of its first 101 A and second 102A walls also has at least one connection piece 20, 20 ’to the heat exchange circuit.
  • This connection end piece 20, 20 ’ is crimped into and protrudes from this first 101A or second 102A wall.
  • the thermal management device 1 can be simple, as illustrated in FIG. 1, and comprise only a heat exchange and connection plate 10A on which is intended to come into contact one or more electrical storage devices at the level d 'one of its first 101 A or second 102A walls.
  • the heat exchange circuit can then be limited to a circulation channel 16A produced in the thickness of the heat exchange and connection plate 10A. This circulation channel 16A extends parallel to the first 101A and second walls 102A.
  • the heat exchange and connection plate 10A can be made in one piece.
  • the circulation channel 16A can be produced by machining in the thickness of the heat exchange and connection plate 10A or else the heat exchange and connection plate 10A can be extruded.
  • the circulation channel 16A thus comprises at least one through end 60A at the level of the edge of the heat exchange and connection plate 10A.
  • the circulation channel 16A has two open ends 60A at two opposite edges. These through ends 60A are more particularly blocked, for example by a plug 70 (visible in FIGS. 4 and 5).
  • the thermal management device 1 can be more complex as illustrated in FIGS. 2 and 3, and include several heat exchange plates 10A, 10B, 10C.
  • the thermal management device 1 comprises a first heat exchange plate 10C extending in a first plane, a second heat exchange plate 10B extending in a second plane secant in the foreground and attached to one of the slices 103C of the first heat exchange plate 10C and a heat exchange and connection plate 10A being in a third plane parallel to the foreground and attached to a slice 103B of the second heat exchange plate 10B.
  • the heat exchange circuit thus comprises a circulation duct 16C formed in the first heat exchange plate 10C and extending in the same plane as said first heat exchange plate 10C.
  • This circulation duct 16C has an inlet and an outlet for heat transfer fluid on the edge 103C on which the second heat exchange plate 10B is placed side by side.
  • This circulation duct 16C can in particular comprise a so-called main circulation channel 165C and two secondary channels 166C.
  • the main channel 165C can be machined in the thickness of the first heat exchange plate 10C or the main channel 165C can be formed at the same time as the first plate 10C if the latter is extruded.
  • the secondary channels 166C can be machined in the thickness of the first heat exchange plate 10C.
  • the main channel 165A thus comprises at least one end 60C emerging at a level of a section of the first heat exchange plate 10C.
  • the main channel 165C has two open ends 60C at two opposite edges. These through ends 60C are more particularly blocked, for example by a plug 70 (visible in FIGS. 4 and 5).
  • the secondary channels 166C meanwhile fluidly connect the main channel 165 to the wafer 103C of the first heat exchange plate 10C which allows the fluid connection with the second heat exchange plate 10B.
  • the second heat exchange plate 10B comprises a supply duct 161B and a discharge duct 162B both extending in the same plane as said second heat exchange plate 10B.
  • the supply duct 161B has an inlet for heat transfer fluid on the edge 103B of the second heat exchange plate 10B attached to the heat exchange and connection plate 10A and an outlet for heat transfer fluid at the inlet of heat transfer fluid of the circulation duct 16C of the first heat exchange plate 10C.
  • the evacuation duct 162B comprises, for its part, an outlet for heat transfer fluid on the edge 103B of the second heat exchange plate 10B attached to the heat exchange and connection plate 10A and an inlet for heat transfer fluid at the level of the heat transfer fluid outlet from the circulation duct 16C of the first heat exchange plate 10C.
  • the evacuation duct 161B and the evacuation duct 162b can be separate from one another or else formed from the same main circulation channel 165B separated in two by a partition 17B, as illustrated in the Figures 2 and 3.
  • the second heat exchange plate 10B comprises a so-called main circulation channel 165B.
  • This main channel 165B can be machined in the thickness of the second heat exchange plate 10B or else the main channel 165B can be formed at the same time as the second heat exchange plate 10B if the latter is extruded.
  • the main channel 165B thus comprises at least one end 60B emerging at a level of a section of the second heat exchange plate 10B.
  • the main channel 165B has two through ends 60C at two opposite edges. These ends outlets 60B are more particularly blocked, for example by a plug 70 (visible in FIGS. 4 and 5).
  • the second heat exchange plate 10B also includes a partition 17B separating the main channel 165B into two distinct and watertight portions relative to one another.
  • the second heat exchange plate 10B also comprises two chambers 18B also machined and which allow the fluid connection between the secondary channels 166C of the first heat exchange plate 10C and the main channel 165B of the second heat exchange plate 10B. These chambers 18B are machined on the opposite face of the second heat exchange plate 10B opposite to that adjoining the first exchange plate 10B and are covered by a plug 70 (visible in Figures 4 and 5).
  • the second heat exchange plate 10B also comprises two secondary channels 166B which fluidly connect the main channel 165B to the edge 103B of the second heat exchange plate 10B. This allows fluid connection with the heat exchange and connector plate 10A.
  • the supply duct 161B is thus composed of a secondary channel 166B connected to a portion of the main channel 165B and to a chamber 18B.
  • the evacuation duct 162B is in turn composed of another secondary channel 166B connected to the other portion of the main channel 165B and to another chamber 18B.
  • the heat exchange and connection plate 10A comprises two connection end pieces 20, 20 ’.
  • a first connection end piece 20 is connected to the heat transfer fluid inlet of the supply pipe 161B and a second connection end piece 20 'is connected to the heat transfer fluid outlet of the evacuation pipe 162B.
  • the heat exchange and connection plate 10A comprises two circulation channels 16A, 16A '.
  • a first circulation channel 16A allows the fluid connection between the first connection endpiece 20 and the supply conduit 161B.
  • a second circulation channel 16A ′ allows the fluid connection between the second connection end piece 20 ′ and the evacuation duct 162B.
  • These circulation channels 16 A, 16 A ' can also be machined directly into the thickness of the heat exchange plate and connector 10A or else be produced at the same time as the heat exchange plate and connector 10A if the latter is extruded.
  • the connection end pieces 20, 20 ′ can thus be placed at any place on any wall 101A, 101B of the heat exchange and connection plate 10A.
  • connection end pieces 20, 20 ′ are arranged directly above the heat transfer fluid inlet of the supply duct 161B and of the heat transfer fluid outlet of the duct d evacuation 162B.
  • electrical storage devices can be placed on the first heat exchange plate 10C as well as on the heat exchange and connection plate 10A, with one of their sides in contact with the second heat exchange plate 10B.
  • the different heat exchange plates 10A, 10B and 10C can be fixed to each other by screws (not shown). Joints can in particular be placed at the level of the fluid connections between the various conduits and channels of the heat exchange plates 10A, 10B and 10C to avoid any leaks.
  • Figures 4 to 7 show in more detail the closure of a through end 60A, 60B, 60C of a circulation channel 16A, 16A ', 165B, 165C by a plug 70.
  • the plug 70 is more particularly crimped on the edge of the heat exchange plate 10A, 10B, 10C.
  • the edge of the heat exchange plate 10A, 10B, 10C comprises, at the level of the through end 60A, 60B, 60C of the circulation channel 16A, 16A ', 165B, 165C, a recess 61.
  • this recess 61 is produced over the entire thickness of the wafer.
  • the plug 70 is inserted inside this recess 61.
  • the plug 70 has an upper part 71 covering the through end 60A, 60B, 60C.
  • This upper part 71 is of a height less than the depth of the recess 61.
  • the recess 61 has meanwhile on its edges 610 at least two crushed portions 62 and pushed inwardly of said recess 61 at least locally so as to at least partially cover the edges of the upper part 71 of the plug 70.
  • a single flange 610 and a single crushed portion 62 are shown.
  • a second rim 610 with a second crushed portion 62 are present on the other side of the recess 61 in order to maintain the plug 70.
  • the flanges 610 are crushed and pushed back inside the recess 61 over the entire thickness of the edge of the heat exchange plate 10A, 10B, 10C.
  • This fixing by crimping the plug 70 over the entire thickness of the edge of the heat exchange plate 10A, 10B, 10C makes it possible to withstand pressures of the order of 10 bars, which is much higher than the average pressure than undergoes this part in use.
  • failures only appear beyond 200,000 cycles for cycled pressures from 0.2 to 7 bars, which is also much higher than the recommendations in the field.
  • the flanges 610 are crushed and pushed back inside the recess 61 over part of the thickness of the edge of the heat exchange plate 10A, 10B, 10C.
  • This fixing by crimping the plug 70 over part of the thickness of the edge of the heat exchange plate 10A, 10B, 10C makes it possible to obtain performances similar to that described above.
  • the plug 70 may include a seal 81 disposed between its upper part 71 and the bottom of the recess 61. During crimping, this seal 81 is compressed for a good seal.
  • the through end 60A, 60B, 60C of the circulation channel 16A, 16A ′, 165B, 165C can form an opening 63.
  • the plug 70, for its part, can comprise a tenon 72 disposed perpendicularly to its upper part 71, as illustrated in FIG. 7. This tenon 72 is inserted in particular inside the opening 63.
  • the opening 63 and the circulation channel 16A, 16A ’, 165B, 165C can more particularly be of oblong section.
  • the opening 63 can then be longer than the circulation channel 16A, 16A ', 165B, 165C so as to form two shoulders 64 at the bottom of the opening 63.
  • the lug 72 of the plug 70 is then positioned opposite the shoulders 64 when the plug 70 is in place. More specifically, these are the ends of the stud 72 which are each positioned opposite a shoulder 64.
  • the plug 70 may also include a seal 82 surrounding the post 72. This seal 82 surrounding the post 72 comes into contact with the interior wall of the opening 63 when the plug 70 is in place.
  • the seal 81 disposed between the upper part 71 of the plug 70 and the bottom of the recess 61 comes integrally with the seal 82 surrounding the stud 72. This makes it possible to have only one seal seal 81, 82 easy to install on the plug 70.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de gestion thermique (1) d'un dispositif de stockage électrique pour véhicule automobile, ledit dispositif de gestion thermique (1) comportant au moins une plaque d'échange thermique (10A, 10B, 10C) à l'intérieur de laquelle est ménagé un circuit d'échange thermique au sein duquel est destiné à circuler un fluide caloporteur, la plaque d'échange thermique (10A, 10B, 10C) comportant un canal de circulation (16A, 16A', 165B, 165C) dont au moins une des extrémités (60A, 60B, 60C) est débouchante sur une des tranches de ladite plaque d'échange thermique (10A, 10B, 10C), ladite extrémité débouchante (60 A, 60B, 60C) étant obstruée par un bouchon (70) serti sur la tranche de la plaque d'échange thermique (10A, 10B, 10C), ladite tranche comportant au niveau de l'extrémité débouchante (60A, 60B, 60C) du canal de circulation (16A, 16A', 165B, 165C) un renfoncement (61) à l'intérieur duquel est inséré le bouchon (70), le bouchon (70) comportant une partie supérieure (71) recouvrant l'extrémité débouchante (60A, 60B, 60C) et étant d'une hauteur inférieure à la profondeur dudit renfoncement (61), le renfoncement (61) comportant sur ses rebords (610) au moins deux portions écrasées (62) et repoussées vers l'intérieur dudit renfoncement (61) au moins localement de sorte à recouvrir au moins partiellement des bords de la partie supérieure (71) du bouchon (70).

Description

Dispositif de gestion thermique d’un dispositif de stockage électrique pour véhicule automobile.
Le domaine de la présente invention concerne la régulation thermique d’un dispositif de stockage électrique, et plus particulièrement, la présente invention se rapporte à la régulation thermique d’un dispositif de stockage électrique destiné aux véhicules automobiles électriques ou hybrides.
Les véhicules électriques et hybrides sont couramment équipés d’un dispositif de stockage électrique. Un tel dispositif de stockage électrique est constitué d'un assemblage de modules électriques, eux-mêmes constitués d'un assemblage de cellules électrochimiques .
Pour assurer l’autonomie, la performance et la fiabilité d’un tel dispositif de stockage électrique, il convient de réguler thermiquement le dispositif de stockage électrique. Une gestion thermique du dispositif de stockage électrique vise à maintenir la température des modules électriques qui le compose, à une température comprise approximativement entre 20°C et 40°C. En effet, lorsque la température d’un module électrique est trop basse, la capacité de ses cellules électrochimiques diminue et lorsque la température d’un module électrique est trop élevée la durée de vie de ses cellules électrochimiques est dégradée. Pour assurer cette gestion thermique, il est connu d'utiliser un dispositif de gestion thermique comprenant au moins une plaque d’échange de chaleur positionnée directement au contact d’un module électrique du dispositif de stockage électrique et parcourue par un fluide caloporteur.
Afin que le fluide caloporteur circule, la ou les plaques d’échange de chaleur sont traversées par un circuit d'échange thermique formé par exemple par des conduits ménagés dans la ou les plaques d'échange thermique elles-mêmes. Ce circuit d'échange thermique comporte généralement des canaux de circulation dont les extrémités sont débouchantes sur les tranches des plaques d'échange thermique. Ces extrémités débouchantes sont obstruées par des bouchons afin de fermer le circuit d’échange thermique. Ces bouchons sont généralement collés, brasés ou bien soudés à la plaque d’échange de chaleur.
Cette fixation des bouchons telle que décrite ci-dessus impose des moyens de mise en œuvre importants et n’est pas la plus aisée. En effet, une fixation par collage nécessite une préparation de la surface ce qui augmente le temps de fabrication et donc les coûts de production. Une fixation par brasage ou soudage nécessite quand à elle des moyens de chauffe importants qui sont énergivores et donc également coûteux.
Un des buts de la présente invention est de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l’art antérieur et de proposer un dispositif de gestion thermique amélioré notamment au niveau de la fixation des bouchons obstruant les extrémités débouchantes des canaux de circulation.
La présente invention concerne donc un dispositif de gestion thermique d’un dispositif de stockage électrique pour véhicule automobile, ledit dispositif de gestion thermique comportant au moins une plaque d’échange thermique à l’intérieur de laquelle est ménagé un circuit d'échange thermique au sein duquel est destiné à circuler un fluide caloporteur, la plaque d’échange thermique comportant un canal de circulation dont au moins une des extrémités est débouchante sur une des tranches de ladite plaque d’échange thermique, ladite extrémité débouchante étant obstruée par un bouchon serti sur la tranche de la plaque d’échange thermique, ladite tranche comportant au niveau de l’extrémité débouchante du canal de circulation un renfoncement à l’intérieur duquel est inséré le bouchon, le bouchon comportant une partie supérieure recouvrant l’extrémité débouchante et étant d’une hauteur inférieure à la profondeur dudit renfoncement, le renfoncement comportant sur ses rebords au moins deux portions écrasées et repoussées vers l’intérieur dudit renfoncement au moins localement de sorte à recouvrir au moins partiellement des bords de la partie supérieure du bouchon. Le fait de sertir le bouchon sur la plaque d’échange thermique permet d’assurer l’étanchéité des canaux de circulation sans avoir recours à des moyens lourds et énergivores tels qu’un brasage.
Selon un aspect de l’invention, le renfoncement est réalisé sur l’intégralité de l’épaisseur de la tranche.
Selon un autre aspect de l’invention, les rebords du renfoncement sont écrasés et repoussés vers l’intérieur du renfoncement sur toute l’épaisseur de la tranche.
Selon un autre aspect de l’invention, les rebords du renfoncement sont écrasés et repoussés vers l’intérieur du renfoncement sur une partie de l’épaisseur de la tranche.
Selon un autre aspect de l’invention, le bouchon comporte un joint d’étanchéité disposé entre sa partie supérieure et le fond du renfoncement.
Selon un autre aspect de l’invention, l’extrémité débouchante du canal de circulation forme une ouverture et en ce que le bouchon comporte un tenon disposé perpendiculairement à sa partie supérieure, ledit tenon venant s’insérer à l’intérieur de ladite ouverture.
Selon un autre aspect de l’invention, l’ouverture et le canal de circulation sont de section oblongue, ladite ouverture étant plus longue que ledit canal de circulation de sorte à former deux épaulements au fond de ladite ouverture, le tenon du bouchon venant en regard desdits épaulements.
Selon un autre aspect de l’invention, le bouchon comporte un joint d’étanchéité entourant le tenon et venant au contact de la paroi intérieure de l’ouverture. Selon un autre aspect de l’invention, le joint d’étanchéité disposé entre la partie supérieure du bouchon et le fond du renfoncement vient de matière avec le joint d’étanchéité entourant le tenon.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
• la figure 1 montre une représentation schématique en perspective d’un dispositif de gestion thermique selon un premier mode de réalisation,
• la figure 2 montre une représentation schématique en perspective d’un dispositif de gestion thermique selon un deuxième mode de réalisation,
• la figure 3 montre une représentation schématique en perspective d’un dispositif de gestion thermique selon un troisième mode de réalisation,
• la figure 4 montre une représentation schématique en perspective de la fixation d’un bouchon selon un premier mode de réalisation,
• la figure 5 montre une représentation schématique en perspective de la fixation d’un bouchon selon un deuxième mode de réalisation,
• la figure 6 montre une représentation schématique en perspective de la tranche d’une plaque d’échange thermique,
• la figure 7 montre une représentation schématique en perspective d’un bouchon.
Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations. Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tel ou tel critère.
La figure 1 montre un dispositif de gestion thermique 1 d’un dispositif de stockage électrique pour véhicule automobile. Ce dispositif de gestion thermique 1 comportant au moins une plaque d’échange thermique et de raccord 10A à l’intérieur de laquelle est ménagé un circuit d'échange thermique au sein duquel est destiné à circuler un fluide caloporteur. Cette plaque d’échange thermique et de raccord 10A comprend une première 101A et une deuxième 102A paroi plane parallèles l’une à l’autre. Une de ses première 101 A et deuxième 102A parois comporte également au moins un embout de raccordement 20, 20’ au circuit d'échange thermique. Cet embout de raccordement 20, 20’ est serti dans cette première 101A ou deuxième 102A parois et en fait saillie.
Le dispositif de gestion thermique 1 peut être simple, comme illustré sur la figure 1, et ne comporter qu’une plaque d’échange thermique et de raccord 10A sur laquelle est destiné à venir en contact un ou plusieurs dispositifs de stockage électrique au niveau d’une de ses première 101 A ou deuxième 102A parois. Le circuit d'échange thermique peut alors se limiter à un canal de circulation 16A réalisé dans l’épaisseur de la plaque d’échange thermique et de raccord 10A. Ce canal de circulation 16A s’étend parallèlement aux première 101A et deuxième parois 102A.
La plaque d’échange thermique et de raccord 10A peut être réalisée en une seule pièce. Le canal de circulation 16A peut être réalisé par usinage dans l’épaisseur de la plaque d’échange thermique et de raccord 10A ou alors la plaque d’échange thermique et de raccord 10A peut être extrudée. Le canal de circulation 16A comporte ainsi au moins une extrémité débouchante 60A au niveau de la tranche de la plaque d’échange thermique et de raccord 10A. Sur la figure 1, le canal de circulation 16A comporte deux extrémités débouchantes 60A au niveau de deux tranches opposées. Ces extrémités débouchantes 60A sont plus particulièrement bouchées, par exemple par un bouchon 70 (visible sur les figures 4 et 5).
Le dispositif de gestion thermique 1 peut être plus complexe comme illustré sur les figures 2 et 3, et comporter plusieurs plaques d'échange thermique 10A, 10B, 10C. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 2 et 3, le dispositif de gestion thermique 1 comporte une première plaque d'échange thermique 10C s’étendant dans un premier plan, une deuxième plaque d'échange thermique 10B s’étendant dans un deuxième plan sécant du premier plan et accolée sur une des tranches 103C de la première plaque d'échange thermique 10C et une plaque d’échange thermique et de raccord 10A s’étant dans un troisième plan parallèle au premier plan et accolée à une tranche 103B de la deuxième plaque d'échange thermique 10B.
Le circuit d'échange thermique comporte ainsi un conduit de circulation 16C ménagé dans la première plaque d'échange thermique 10C et s’étendant dans le même plan que ladite première plaque d'échange thermique 10C. Ce conduit de circulation 16C comporte une entrée et une sortie de fluide caloporteur sur la tranche 103C sur laquelle est accolée la deuxième plaque d'échange thermique 10B. Ce conduit de circulation 16C peut notamment comprendre un canal de circulation dit principal 165C et deux canaux secondaires 166C.
Le canal principal 165C peut être usiné dans l’épaisseur de la première plaque d'échange thermique 10C ou alors le canal principal 165C peut être formé en même temps que la première plaque 10C si celle-ci est extrudée. Les canaux secondaires 166C peuvent quant à eux être usinés dans l’épaisseur de la première plaque d'échange thermique 10C. Le canal principal 165A comporte ainsi au moins une extrémité 60C débouchante au niveau d’une tranche de la première plaque d'échange thermique 10C. Sur les figures 2 et 3, le canal principal 165C comporte deux extrémités débouchantes 60C au niveau de deux tranches opposées. Ces extrémités débouchantes 60C sont plus particulièrement bouchées, par exemple par un bouchon 70 (visible sur les figures 4 et 5). Les canaux secondaires 166C quant à eux connectent fluidiquement le canal principal 165 à la tranche 103C de la première plaque d'échange thermique 10C qui permet la connexion fluidique avec la deuxième plaque d'échange thermique 10B.
La deuxième plaque d'échange thermique 10B comporte quant à elle un conduit d’alimentation 161B et un conduit d’évacuation 162B s’étendant tout deux dans le même plan que ladite deuxième plaque d'échange thermique 10B. Le conduit d’alimentation 161B comporte une entrée de fluide caloporteur sur la tranche 103B de la deuxième plaque d'échange thermique 10B accolée à la plaque d’échange thermique et de raccord 10A et une sortie de fluide caloporteur au niveau de l’entrée de fluide caloporteur du conduit de circulation 16C de la première plaque d’échange thermique 10C. Le conduit d’évacuation 162B comporte quant à lui une sortie de fluide caloporteur sur la tranche 103B de la deuxième plaque d'échange thermique 10B accolée à la plaque d’échange thermique et de raccord 10A et une entrée de fluide caloporteur au niveau de la sortie de fluide caloporteur du conduit de circulation 16C de la première plaque d’échange thermique 10C. Le conduit d’évacuation 161B et le conduit d’évacuation l62b peuvent être distinct l’un de l’autre ou alors formés à partir d’un même canal de circulation dit principal 165B séparé en deux par une cloison 17B, comme illustré sur les figures 2 et 3.
Dans l’exemple des figures 2 et 3, la deuxième plaque d'échange thermique 10B comporte un canal de circulation dit principal 165B. Ce canal principal 165B peut être usiné dans l’épaisseur de la deuxième plaque d'échange thermique 10B ou alors le canal principal 165B peut être formé en même temps que la deuxième plaque d'échange thermique 10B si celle-ci est extrudée. Le canal principal 165B comporte ainsi au moins une extrémité 60B débouchante au niveau d’une tranche de la deuxième plaque d'échange thermique 10B. Sur les figures 2 et 3, le canal principal 165B comporte deux extrémités débouchantes 60C au niveau de deux tranches opposées. Ces extrémités débouchantes 60B sont plus particulièrement bouchées, par exemple par un bouchon 70 (visible sur les figures 4 et 5).
La deuxième plaque d'échange thermique 10B comporte également une cloison 17B séparant le canal principal 165B en deux portions distinctes et étanches l’une par rapport à l’autre. La deuxième plaque d'échange thermique 10B comporte également deux chambres 18B également usinées et qui permettent la liaison fluidique entre les canaux secondaires 166C de la première plaque d’échange thermique 10C et le canal principal 165B de la deuxième plaque d'échange thermique 10B. Ces chambres 18B sont usinées sur la face opposée de la deuxième plaque d'échange thermique 10B opposée à celle accolée à la première plaque d’échange 10B et sont recouvertes par un bouchon 70 (visible sur les figures 4 et 5).
La deuxième plaque d'échange thermique 10B comporte également deux canaux secondaires 166B qui connectent fluidiquement le canal principal 165B à la tranche 103B de la deuxième plaque d'échange thermique 10B. Cela permet la connexion fluidique avec la plaque d’échange thermique et de raccord 10A. Le conduit d’alimentation 161B est ainsi composé d’un canal secondaire 166B relié à une portion du canal principal 165B et à une chambre 18B. Le conduit d’évacuation 162B est quant à lui composé d’un autre canal secondaire 166B relié à l’autre portion du canal principal 165B et à une autre chambre 18B.
La plaque d’échange thermique et de raccord 10A comporte quant à elle deux embouts de raccordement 20, 20’. Un premier embout de raccordement 20 est relié à l’entrée de fluide caloporteur du conduit d’alimentation 161B et un deuxième embout de raccordement 20’ est relié à la sortie de fluide caloporteur de la conduite d’évacuation 162B.
Selon un premier mode de réalisation illustré à la figure 2, la plaque d’échange thermique et de raccord 10A comporte deux canaux de circulation 16A, 16A’. Un premier canal de circulation 16A permet la liaison fluidique entre le premier embout de raccordement 20 et le conduit d’alimentation 161B. Un deuxième canal de circulation 16A’ permet la liaison fluidique entre le deuxième embout de raccordement 20’ et le conduit d’évacuation 162B. Ces canaux de circulation 16 A, 16 A’ peuvent également être usinés directement dans l’épaisseur de la plaque d’échange thermique et de raccord 10A ou alors être réalisés en même temps que la plaque d’échange thermique et de raccord 10A si celle-ci est extrudée. Les embouts de raccordement 20, 20’ peuvent ainsi être disposé à n’importe quelle place sur n’importe quelle paroi 101A, 101B de la plaque d’échange thermique et de raccord 10A.
Selon un deuxième mode de réalisation illustré à la figure 3, les embouts de raccordement 20, 20’ sont disposés à l’aplomb direct de l’entrée de fluide caloporteur du conduit d’alimentation 161B et de la sortie de fluide caloporteur du conduit d’évacuation 162B.
Dans les modes de réalisation des figures 2 et 3, des dispositifs de stockage électrique peuvent être placés sur la première plaque d’échange thermique 10C ainsi que sur la plaque d’échange thermique et de raccord 10A, avec un de leurs côtés en contact avec la deuxième plaque d’échange thermique 10B.
Les différentes plaques d’échange thermique 10A, 10B et 10C peuvent être fixées les unes aux autres par des vis (non représentées). Des joints peuvent notamment être placés au niveau des connexions fluidiques entres les différents conduits et canaux des plaques d’échange thermique 10A, 10B et 10C pour éviter toutes fuites.
Les figures 4 à 7 montrent plus en détail la fermeture d’une extrémité débouchante 60A, 60B, 60C d’un canal de circulation 16A, 16A’, 165B, 165C par un bouchon 70. Le bouchon 70 est plus particulièrement serti sur la tranche de la plaque d’échange thermique 10A, 10B, 10C.
Comme illustré sur la figure 4, la tranche de la plaque d’échange thermique 10A, 10B, 10C comporte au niveau de l’extrémité débouchante 60A, 60B, 60C du canal de circulation 16A, 16A’, 165B, 165C un renfoncement 61. De préférence, ce renfoncement 61 est réalisé sur l’intégralité de l’épaisseur de la tranche.
Le bouchon 70 est inséré à l’intérieur de ce renfoncement 61. Le bouchon 70 comporte une partie supérieure 71 recouvrant l’extrémité débouchante 60A, 60B, 60C. Cette partie supérieure 71 est d’une hauteur inférieure à la profondeur du renfoncement 61. Le renfoncement 61 comporte quant à lui sur ses rebords 610 au moins deux portions écrasés 62 et repoussées vers l’intérieur dudit renfoncement 61 au moins localement de sorte à recouvrir au moins partiellement les bords de la partie supérieure 71 du bouchon 70. Sur les figures 4 et 5, un seul rebord 610 et une seule portion écrasé 62 sont représentés. Un deuxième rebord 610 avec une deuxième portion écrasée 62 sont présents de l’autre côté du renfoncement 61 afin de maintenir le bouchon 70.
Le fait de sertir le bouchon 70 sur la plaque d’échange thermique 10A, 10B, 10C permet d’assurer l’étanchéité des canaux de circulation 16A, 16A’, 165B, 165C sans avoir recours à des moyens lourds et énergivores tels qu’un brasage.
Selon un premier mode de réalisation illustré à la figure 4, les rebords 610 sont écrasés et repoussés vers l’intérieur du renfoncement 61 sur toute l’épaisseur de la tranche de la plaque d’échange thermique 10A, 10B, 10C. Cette fixation par sertissage du bouchon 70 sur toute l’épaisseur de la tranche de la plaque d’échange thermique 10A, 10B, 10C permet de résister à des pressions de l’ordre de 10 bars ce qui est bien supérieur à la pression moyenne que subit cette pièce en utilisation. De plus, des défaillances n’apparaissent qu’ au-delà de 200000 cycles pour des pressions cyclées de 0,2 à 7 bars ce qui est également bien supérieur aux préconisations dans le domaine.
Selon un deuxième mode de réalisation illustré à la figure 5, les rebords 610 sont écrasés et repoussés vers l’intérieur du renfoncement 61 sur une partie de l’épaisseur de la tranche de la plaque d’échange thermique 10A, 10B, 10C. Cette fixation par sertissage du bouchon 70 sur une partie de l’épaisseur de la tranche de la plaque d’échange thermique 10A, 10B, 10C permet d’obtenir des performances similaires à celle décrites ci-dessus.
Afin d’assurer une bonne étanchéité, le bouchon 70 peut comporter un joint d’étanchéité 81 disposé entre sa partie supérieure 71 et le fond du renfoncement 61. Lors du sertissage, ce joint d’étanchéité 81 est comprimé pour une bonne étanchéité. Comme illustré à la figure 6, l’extrémité débouchante 60A, 60B, 60C du canal de circulation 16A, 16A’, 165B, 165C peut former une ouverture 63. Le bouchon 70 quant à lui peut comporter comporte un tenon 72 disposé perpendiculairement à sa partie supérieure 71, comme illustré sur la figure 7. Ce tenon 72 vient notamment s’insérer à l’intérieur de l’ouverture 63.
L’ouverture 63 et le canal de circulation 16A, 16A’, 165B, 165C peuvent plus particulièrement être de section oblongue. L’ouverture 63 peut alors être plus longue que le canal de circulation 16A, 16A’, 165B, 165C de sorte à former deux épaulements 64 au fond de l’ouverture 63. Le tenon 72 du bouchon 70 vient alors se positionner en regard des épaulements 64 lorsque le bouchon 70 est en place. Plus précisément, ce sont les extrémités du tenon 72 qui viennent se positionner chacune en regard d’un épaulement 64.
Afin d’assurer l’étanchéité, le bouchon 70 peut également comporter un joint d’étanchéité 82 entourant le tenon 72. Ce joint d’étanchéité 82 entourant le tenon 72 vient au contact de la paroi intérieure de l’ouverture 63 lorsque le bouchon 70 est en place.
De préférence, le joint d’étanchéité 81 disposé entre la partie supérieure 71 du bouchon 70 et le fond du renfoncement 61 vient de matière avec le joint d’étanchéité 82 entourant le tenon 72. Cela permet de n’avoir qu’un seul joint d’étanchéité 81, 82 facile à mettre en place sur le bouchon 70.
Ainsi, on voit bien que la fixation d’un bouchon 70 par sertissage au niveau des canaux de circulation 16A, 16A’, 165B, 165C permet une fixation simple, rapide et peu coûteuse.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de gestion thermique (1) d’un dispositif de stockage électrique pour véhicule automobile, ledit dispositif de gestion thermique (1) comportant au moins une plaque d’échange thermique (10A, 10B, 10C) à l’intérieur de laquelle est ménagé un circuit d'échange thermique au sein duquel est destiné à circuler un fluide caloporteur, la plaque d’échange thermique (10A, 10B, 10C) comportant un canal de circulation (16A, 16A’, 165B, 165C) dont au moins une des extrémités (60A, 60B, 60C) est débouchante sur une des tranches de ladite plaque d’échange thermique (10A, 10B, 10C), ladite extrémité débouchante (60A, 60B, 60C) étant obstruée par un bouchon (70), caractérisé en ce que le bouchon (70) est serti sur la tranche de la plaque d’échange thermique (10A, 10B, 10C), ladite tranche comportant au niveau de l’extrémité débouchante (60A, 60B, 60C) du canal de circulation (16A, 16A’, 165B, 165C) un renfoncement (61) à l’intérieur duquel est inséré le bouchon (70), le bouchon (70) comportant une partie supérieure (71) recouvrant l’extrémité débouchante (60A, 60B, 60C) et étant d’une hauteur inférieure à la profondeur dudit renfoncement (61), le renfoncement (61) comportant sur ses rebords (610) au moins deux portions écrasées (62) et repoussées vers l’intérieur dudit renfoncement (61) au moins localement de sorte à recouvrir au moins partiellement des bords de la partie supérieure (71) du bouchon (70).
2. Dispositif de gestion thermique (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le renfoncement (61) est réalisé sur l’intégralité de l’épaisseur de la tranche.
3. Dispositif de gestion thermique (1) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les rebords (610) du renfoncement (61) sont écrasés et repoussés vers l’intérieur du renfoncement (61) sur toute l’épaisseur de la tranche.
4. Dispositif de gestion thermique (1) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les rebords (610) du renfoncement (61) sont écrasés et repoussés vers l’intérieur du renfoncement (61) sur une partie de l’épaisseur de la tranche.
5. Dispositif de gestion thermique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bouchon (70) comporte un joint d’étanchéité (81) disposé entre sa partie supérieure (71) et le fond du renfoncement (61).
6. Dispositif de gestion thermique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’extrémité débouchante (60A, 60B, 60C) du canal de circulation (16A, 16A’, 165B, 165C) forme une ouverture (63) et en ce que le bouchon (70) comporte un tenon (72) disposé perpendiculairement à sa partie supérieure (71), ledit tenon (72) venant s’insérer à l’intérieur de ladite ouverture (63).
7. Dispositif de gestion thermique (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’ouverture (63) et le canal de circulation (16A, 16A’, 165B, 165C) sont de section oblongue, ladite ouverture (63) étant plus longue que ledit canal de circulation (16A, 16A’, 165B, 165C) de sorte à former deux épaulements (64) au fond de ladite ouverture (63), le tenon (72) du bouchon (70) venant en regard desdits épaulements (64).
8. Dispositif de gestion thermique (1) selon l’une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le bouchon (70) comporte un joint d’étanchéité (82) entourant le tenon (72) et venant au contact de la paroi intérieure de l’ouverture (63).
9. Dispositif de gestion thermique (1) selon les revendications 5 et 8, caractérisé en ce que le joint d’étanchéité (81) disposé entre la partie supérieure (71) du bouchon (70) et le fond du renfoncement (61) vient de matière avec le joint d’étanchéité (82) entourant le tenon (72).
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