EP3987240A1 - Echangeur thermique a circulation de liquide et connecteur pour un tel échangeur - Google Patents

Echangeur thermique a circulation de liquide et connecteur pour un tel échangeur

Info

Publication number
EP3987240A1
EP3987240A1 EP20745254.1A EP20745254A EP3987240A1 EP 3987240 A1 EP3987240 A1 EP 3987240A1 EP 20745254 A EP20745254 A EP 20745254A EP 3987240 A1 EP3987240 A1 EP 3987240A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base
connector
base plate
plate
mouth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20745254.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Lionel ROBILLON
Frédéric TISON
Fabienne TOURNEUX
Véronique WESTERMANN
Vincent JOUBIER
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP3987240A1 publication Critical patent/EP3987240A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0246Arrangements for connecting header boxes with flow lines
    • F28F9/0248Arrangements for sealing connectors to header boxes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F28D1/035Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other with U-flow or serpentine-flow inside the conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0028Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cooling heat generating elements, e.g. for cooling electronic components or electric devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0043Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for fuel cells
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present application is in the field of the production of heat exchangers, in particular for battery modules and in particular for motor vehicle battery modules, and relates to a heat exchanger with liquid circulation and a fluidic connector for such an exchanger.
  • the invention is particularly applicable to all electric or hybrid automobiles with a battery pack or battery cells.
  • the first exchangers are arranged on the battery pack housings and these exchangers are connected to a fluid circuit provided with one or more second exchangers dissipating heat into the atmosphere. Connecting exchangers can be cumbersome and reduce storage space.
  • Battery modules generally comprise a frame in which the unit cells of the batteries are arranged and it is known practice to cool battery modules by means of heat exchange plates or heat exchangers, comprising panels arranged on the chassis and in which a coolant circulates.
  • Heat exchangers are generally produced by means of two stamped plates and assembled together in a sealed manner and in which are formed meanders or a space for the circulation of the liquid.
  • Document DE102017202552 gives examples of stamped plate heat exchangers and associated fluidic connection end pieces.
  • the present application improves heat exchanger devices, by proposing a device capable of being mounted directly in contact with battery cells or on a pack of battery cells and for which the place taken up by the fluidic connections of the heat exchanger is reduced to further reduce the dimensions of an energy storage module.
  • the device of the present application more particularly provides a heat exchanger provided with a base plate and a liquid circulation space formed between a plate attached to the base plate and the base plate, which comprises at least one fluidic connector, fixed on the base plate or on a return inclined relative to the base plate and connected to an inlet or outlet channel of the liquid circulation space, said connector comprising a tubular end piece , for connecting the device to a tubing of an external fluid circuit, a base provided with a recess into which the tubular nozzle opens and with a mouth for connecting to said channel, the recess forming a fluid passage between the mouth and mouthpiece, for which the recess comprises an opening on a face for fixing the connector on the base plate or on said return, the base plate or said return forming a closing wall of said recess of the base ensuring the sealing of said fluid passage.
  • This embodiment reduces the size of the fluidic connector and positions it as close as possible to the assembly consisting of the base plate and the attached plate.
  • the attached plate which can be a stamped plate, can in particular be a plate welded, glued or assembled by brazing on the base plate.
  • the attached plate can in particular be provided with meanders forming said liquid circulation space.
  • the mouth of the connector base is produced as an extension of the opening of said fixing face and, one end of the channel of the attached plate opening at the edge of the base plate , the connector is cantilevered onto the sloped return so that the connector base protrudes from the return to align the mouth of the base with the end of the channel.
  • the fluidic connector advantageously does not protrude in a direction perpendicular to the upper plane of the attached plate.
  • the base plate and the inclined return can be two intersecting faces of the same profile.
  • the profile may constitute all or part of a housing receiving battery cells.
  • the fixing face of the connector base is received on the base plate, the mouth of the base extends over a face of the base perpendicular to the face of fixing of the base in communication with one end of the channel of the attached plate.
  • the connector can be positioned directly on the base plate to the right of the outlet or entry channel of the circulation space.
  • the fluidic connector comprises at least one means for centering the mouth relative to said channel.
  • said means consists of a pin, rod, or tongue inserting into the channel and preferably consisting of two pins or rods arranged on either side of the mouth and engaging in the channel.
  • the fluidic connector may be welded or glued in position on the base plate and on the end of the channel of the insert plate. This allows the heat exchanger to be produced directly by welding or gluing the base plate assembly, insert plate and input / output connectors.
  • the present application also relates to a one-piece fluidic connector for a heat exchanger produced by machining or molding which comprises a base provided with a recess and a tubular endpiece opening into the recess which constitutes a fluidic passage between a mouth of the base and a channel of the tubular end piece and for which the base has a fixing face provided with an opening for making the recess.
  • Such a connector is easy to manufacture both in molding and in machining in different sizes.
  • the connector being adapted to be fixed on a return inclined relative to the base plate, and the mouth is made at starting from an extension of the opening in the plane of the opening, the frame of the mouth comprising walls provided with rounded corners on a curved edge between the inclined return and the base plate.
  • the connector is adapted to be fixed on the base plate and the mouth is formed from an extension of the opening in a plane perpendicular to the opening.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a first example of an assembled base plate, insert plate and connector part
  • FIG. 2 shows an exploded perspective view from below of the elements of FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a perspective view from below of the connector of FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a perspective view of a second example of an assembled base plate, insert plate and connector part
  • FIG. 5 shows an exploded perspective view from below of the base plate, the insert plate and an alternative embodiment of the connector of FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a rear three-quarter perspective view of the connector of Figure 5.
  • the present application provides according to the examples of Figures 1 and 4 in particular a heat exchanger provided with a base plate 10, 10 'and a liquid circulation space 15 formed between the base plate and an attached plate 20, 20 'on the base plate.
  • the insert plate comprises, according to the example, inlet and outlet channels 21, 22, 23 which will distribute meanders 15 of circulation of a heat transfer fluid between the insert plate and the base plate.
  • the ends of the channels exit from the attached plate either, as shown in Figure 2, at a cutout of the attached plate leaving a space on the base plate, or on a peripheral edge of the attached plate and the base as shown in figure 4.
  • the inlet and outlet channels can distribute a space under the base plate provided with internal bosses for dispersing a flow of the heat transfer liquid instead of meanders.
  • the heat exchanger comprises an inlet fluidic connector and an outlet fluidic connector which can take two configurations which will be described below.
  • the fluidic connector 30, more particularly detailed in Figure 3 comprises a base 36 extending the outlet of the channel and a tubular end piece 33 extending parallel to the attached plate.
  • the tubular end piece 33 which constitutes a heat transfer fluid outlet or inlet tube for the heat exchanger, is oval in order to reduce the height of the connector.
  • a cylindrical tip of revolution can however also be envisaged in this embodiment. This nozzle will make it possible to connect the exchanger to a pipe of an external fluid circuit connected, for example, to a radiator in contact with the air outside the vehicle and possibly provided with a cooling fan.
  • the base constitutes a liquid passage between a mouth 38a of the connector and the tubular end piece.
  • this passage is not closed at the connector, this passage being produced by a recess 38 starting from an opening on one face 40 of the connector base.
  • the face 40 is a face for fixing the connector on a wall which is the base plate 10 in the case of the assembly of FIG. 1. The base plate will thus seal the passage formed by the recess 38.
  • the mouth 38a is formed from an extension of the opening in the wall 40 in a plane perpendicular to this opening.
  • the assembly of the attached plate 20 and the connector 30 is made on the base plate 10, the connector comprising pins or rods 41 which come to be introduced into the opening of the channel 21 so that the mouth 38a of the base is positioned correctly in front of the inlet or outlet of the channel.
  • the connector and the attached plate are welded for example by laser welding or glued to the base plate.
  • the base plate, the attached plate and the connector can be metallic, in particular aluminum or steel, but also filled polymer or ceramic depending on the heat exchange performance obtained with these materials.
  • the base plate 10 has a return 12 inclined relative to the base plate.
  • the base plate and the inclined return can be two walls of an angle or any other type of profile possibly at 90 ° to each other.
  • the connector 31 can be fixed on the return 12 and connected to a channel 21, 22 for entering or leaving the liquid circulation space which comes to the edge of the base plate.
  • the connector 31 also comprises a tubular end piece such as a straight end piece 34 in FIG. 4 or a end piece 35 provided with a profile 35a, 35b, 35c, 35d ensuring correct fixing and sealing for a pipe connected to the connector as shown in Figures 5 and 6.
  • the connector also comprises a base 37 provided with a recess 39, into which the tubular end opens, and a mouth 39a for connection to said channel.
  • the recess forms a fluid passage between the mouth 39a and the mouthpiece 34, however, in this embodiment the mouth is in a plane parallel to the opening of the recess and not in a plane perpendicular to this opening. It is obvious to those skilled in the art that in an embodiment for which the return would form a non-flat angle other than 90 ° with the base plate, the mouth could also extend in a secant, non-perpendicular plane, when opening the recess.
  • the connector is fixed cantilever on the inclined return 12 so that the connector base protrudes from the inclined return to align the mouth 39a of the base with the end of channel 22, 23 of the attached plate opening at the edge of base plate 10 '.
  • the return makes an angle of 90 ° with the base plate and the mouth and end of the channel are perpendicular to the base plate.
  • the cutting of the end of the channel can be made in a plane parallel to the return to apply to the mouth.
  • the fluidic connector shown also comprises, on either side of the mouth, pins or rods 41 for centering the mouth with respect to said channel. However, it is possible to position a single pin or a tongue to effect the positioning of the fluidic connector relative to the channel.
  • this connector comprises, at the level of a frame 42, 44 of the mouth, side walls 42 provided with roundings 43 intended to match the curvature 3 of the ridge between the inclined return 12 and the base plate 10 'and an upper wall 44 joining the end of the plate attached above this curvature.
  • the fluidic connector 31, 32 is welded or glued in position on the base plate, the return and on the end of the channel of the attached plate at the same time as the attached plate, the assembly being carried out as shown in the figure figure 5 with the connector rods 41 introduced into the channel terminations 22, 23.
  • fluidic connectors 30, 31, 32 are each made in a single piece by machining or molding and comprise a base 36, 37 provided with a recess 38, 39 and whose fixing face 40, 40 'is provided with an opening for making the recess connecting the mouth of the base and the tube of the mouthpiece.
  • the fluidic connector does not protrude from the lateral dimensions of the battery module and provides little extra thickness relative to the attached plate.
  • the fluidic connector does not add any additional thickness relative to the attached plate which contains the space for the circulation of the heat transfer fluid.
  • the offset of the connection with the external fluidic circuit being in the continuity of a channel of the attached plate it is not necessary to provide a hole in the attached plate and the connection between the fluidic connector and the attached plate is produced by simple stamping of the attached plate.
  • the realization of the fluidic connector which is applied to the base plate or its return allows the use of a laser welding process in order to seal the base plate / attached plate / connector assembly in a single operation .
  • the exchanger is compact and easily connectable.
  • the invention is not limited to the examples shown and, for example, the two types of connectors and assembly can coexist on the same exchanger, which gives great flexibility for the installation of the inputs / outputs of the exchangers.
  • the output of the ends of the connectors of Figure 6 can be made on another face of the base, for example the underside according to Figure 6.

Abstract

Echangeur thermique pourvu d'une plaque de base (10, 10') et d'un espace de circulation de liquide (15) formé entre une plaque rapportée (20, 20') sur la plaque de base et la plaque de base, l'échangeur comportant au moins un connecteur fluidique (30, 31, 32), fixé sur la plaque de base ou sur un retour (12) incliné par rapport à la plaque de base (10') et relié à un canal (21, 22) d'entrée ou de sortie de l'espace de circulation de liquide, ledit connecteur comportant un embout tubulaire (33, 34, 35), de raccordement du dispositif à une tubulure d'un circuit fluidique externe, une embase (36, 37) pourvue d'un évidement (38, 39) dans lequel débouche l'embout tubulaire et d'une embouchure (38a, 39a) de raccordement audit canal, l'évidement formant un passage de fluide entre l'embouchure (38a, 39a) et l'embout (33, 34, 35), pour lequel l'évidement comporte une ouverture sur une face de fixation (40, 40') du connecteur sur la plaque de base ou sur ledit retour, la plaque de base ou ledit retour formant une paroi de fermeture dudit évidement de l'embase assurant l'étanchéité du passage de fluide.

Description

Description
Titre : Echangeur thermique à circulation de liquide et connecteur pour un tel échangeur
Domaine technique
[0001] La présente demande est du domaine de la réalisation d’échangeurs thermiques notamment pour des modules de batteries et notamment de modules de batteries de véhicules automobiles et concerne un échangeur thermique à circulation de liquide et un connecteur fluidique pour un tel échangeur.
[0002] L’invention est notamment applicable pour toutes les automobiles électriques ou hybrides avec un pack de batteries ou de cellules de batteries.
[0003] Lors d’une phase de charge rapide du dispositif de stockage électrique ou cellules de batterie, qui consiste à charger le dispositif de stockage électrique sous une tension et un ampérage élevés, de manière à charger le dispositif de stockage électrique en un temps maximum de quelques dizaines de minutes. Cette charge rapide implique un échauffement du dispositif de stockage électrique qu’il convient de traiter.
[0004] Lors de la charge rapide, la puissance dégagée par la batterie est très importante, il s’agit du point dimensionnant pour le système. Pour extraire cette puissance thermique, le plus souvent comprise entre 10 et 20kW, il faut augmenter les surfaces d’échanges entre un fluide caloporteur et les cellules électriques.
[0005] Pour ce faire des premiers échangeurs sont disposés sur les boîtiers de packs de batteries et ces échangeurs sont raccordés à un circuit fluidique pourvu d’un ou plusieurs seconds échangeurs dissipant la chaleur dans l’atmosphère. Le raccordement des échangeurs peut être encombrant et réduit l’espace de stockage.
Technique antérieure
[0006] Les modules de batteries comportent en général un châssis dans lequel sont disposées les cellules unitaires des batteries et il est connu de refroidir des modules de batteries au moyen de plaques d’échange de chaleur ou d’échangeurs de chaleur, comportant des panneaux disposés sur le châssis et dans lesquels circule un liquide de refroidissement. Les échangeurs de chaleur sont généralement réalisés au moyen de deux plaques embouties et assemblées ensembles de manière étanche et dans lesquelles sont formés des méandres ou un espace de circulation du liquide. Dans ce cadre, il est connu d’équiper les panneaux d’embouts de raccordement sertis ou soudés sur ou en prolongement des panneaux et qui dépassent des panneaux pour les raccorder au circuit de refroidissement liquide externe.
[0007] Le document DE102017202552 donne des exemples d’échangeurs thermiques à plaques embouties et d’embouts de connexion fluidique associés.
[0008] Toutefois de tels embouts sont encombrants et, du fait que les panneaux échangeurs sont en général assez fins, que l’espace autour des modules de batteries est compté et qu’il y a lieu de garantir l’étanchéité de tels raccordements, une solution plus compacte est recherchée.
[0009] Par ailleurs, dans le domaine des assemblages d’échangeurs et de systèmes de batteries, la demande FR18 52650 au nom de la demanderesse décrit des échangeurs thermiques réalisés sous forme de plaques de refroidissement pourvues d’une plaque plane et d’une plaque emboutie formant un espace de passage de fluide, pourvue d’aspérités pour perturber l’écoulement du fluide au sein de l’échangeur. La connexion des échangeurs avec un circuit fluidique externe se fait avec des embouts soudés sur les plaques embouties qui sont percées pour recevoir les embouts.
[0010] Ce document décrit notamment la possibilité d’avoir de tels échangeurs directement au contact d’au moins une région d’une ou plusieurs cellules de batterie lorsqu’un module de stockage d’énergie électrique est placé dans un logement de réception. Dans ce cas, le module ne comporte pas de boîtier pour les cellules de batterie.
[0011] Une telle solution permet de réduire le volume occupé par le module de stockage d’énergie électrique.
Résumé
[0012] La présente demande perfectionne les dispositifs échangeurs thermiques, en proposant un dispositif susceptible de se monter directement au contact de cellules de batteries ou sur un pack de cellules de batteries et pour lequel la place prise par les connexions fluidiques de l’échangeur thermique est réduite pour encore réduire les dimensions d’un module de stockage d’énergie. Pour ce faire, le dispositif de la présente demande prévoit plus particulièrement un échangeur thermique pourvu d’une plaque de base et d’un espace de circulation de liquide formé entre une plaque rapportée sur la plaque de base et la plaque de base, qui comporte au moins un connecteur fluidique, fixé sur la plaque de base ou sur un retour incliné par rapport à la plaque de base et relié à un canal d’entrée ou de sortie de l’espace de circulation de liquide, ledit connecteur comportant un embout tubulaire, de raccordement du dispositif à une tubulure d’un circuit fluidique externe, une embase pourvue d’un évidement dans lequel débouche l’embout tubulaire et d’une embouchure de raccordement audit canal, l’évidement formant un passage de fluide entre l’embouchure et l’embout, pour lequel l’évidement comporte une ouverture sur une face de fixation du connecteur sur la plaque de base ou sur ledit retour, la plaque de base ou ledit retour formant une paroi de fermeture dudit évidement de l’embase assurant l’étanchéité dudit passage de fluide.
[0013] Cette réalisation réduit l’encombrement du connecteur fluidique et le positionne au plus près de l’assemblage constitué par la plaque de base et la plaque rapportée.
[0014] La plaque rapportée, qui peut être une plaque emboutie, peut notamment être une plaque soudée, collée ou assemblée par brasage sur la plaque de base.
[0015] La plaque rapportée peut en particulier être pourvue de méandres formant ledit espace de circulation de liquide.
[0016] Selon un premier mode de réalisation, l’embouchure de l’embase du connecteur est réalisée en prolongement de l’ouverture de ladite face de fixation et, une extrémité du canal de la plaque rapportée débouchant en bordure de la plaque de base, le connecteur est fixé en porte à faux sur le retour incliné de sorte que l’embase du connecteur déborde du retour pour aligner l’embouchure de l’embase avec l’extrémité du canal. Dans ce mode de réalisation où la plaque de base comporte un retour incliné, avantageusement le connecteur fluidique ne dépasse pas dans une direction perpendiculaire au plan supérieur de la plaque rapportée. [0017] La plaque de base et le retour incliné peuvent être deux faces sécantes d’un même profilé.
[0018] Dans ce cas le profilé peut constituer toute ou partie d’un boîtier recevant des cellules de batteries.
[0019] Selon un second mode de réalisation, la face de fixation de l’embase du connecteur est reçue sur la plaque de base, l’embouchure de l’embase s’étend sur une face de l’embase perpendiculaire à la face de fixation de l’embase en communication avec une extrémité du canal de la plaque rapportée.
[0020] Dans ce cas, le connecteur peut être positionné directement sur la plaque de base au droit du canal de sortie ou d’entrée de l’espace de circulation.
[0021] Pour centrer le connecteur par rapport au canal lors de l’assemblage de l’échangeur, le connecteur fluidique comporte au moins un moyen de centrage de l’embouchure par rapport audit canal.
[0022] De préférence, ledit moyen est constitué d’un pion, tige, ou languette s’insérant dans le canal et préférablement constitué de deux pions ou tiges disposés de part et d’autre de l’embouchure et s’engageant dans le canal.
[0023] Le connecteur fluidique peut être soudé ou collé en position sur la plaque de base et sur l’extrémité du canal de la plaque rapportée. Ceci permet de réaliser l’échangeur directement en une opération de soudure ou de collage de l’ensemble plaque de base, plaque rapporté et connecteurs d’entrée/sortie.
[0024] La présente demande concerne en outre un connecteur fluidique monobloc pour échangeur thermique réalisé par usinage ou moulage qui comporte une embase pourvue d’un évidement et un embout tubulaire débouchant dans l’évidement qui constitue un passage fluidique entre une embouchure de l’embase et un canal de l’embout tubulaire et pour lequel l’embase comporte une face de fixation pourvue d’une ouverture de réalisation de l’évidement.
[0025] Un tel connecteur est aisé à fabriquer tant en moulage qu’en usinage dans des tailles différentes.
[0026] Selon un premier mode de réalisation, le connecteur étant adapté à se fixer sur un retour incliné par rapport à la plaque de base, et l’embouchure est réalisée à partir d’un prolongement de l’ouverture dans le plan de l’ouverture, l’encadrement de l’embouchure comportant des parois pourvues d’arrondis d’appui sur une arête courbe entre le retour incliné et la plaque de base.
[0027] Selon un second mode de réalisation, le connecteur est adapté à se fixer sur la plaque de base et l’embouchure est constituée à partir d’un prolongement de l’ouverture dans un plan perpendiculaire à l’ouverture.
Brève description des dessins
[0028] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
[0029] [Fig. 1 ] montre une vue en perspective d’un premier exemple d’une partie de plaque de base, de plaque rapportée et de connecteur assemblés ;
[0030] [Fig. 2] montre une vue perspective éclatée de dessous des éléments de la figure 1 ;
[0031] [Fig. 3] montre une vue en perspective de dessous du connecteur de la figure 1 ;
[0032] [Fig. 4] montre une vue en perspective d’un second exemple d’une partie de plaque de base, de plaque rapportée et de connecteur assemblés ;
[0033] [Fig. 5] montre une vue perspective éclatée de dessous de la plaque de base, de la plaque rapportée et d’une variante de réalisation du connecteur de la figure 4 ;
[0034] [Fig. 6] montre une vue en perspective trois quart arrière du connecteur de la figure 5.
Description des modes de réalisation
[0035] Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente divulgation, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
[0036] La présente demande prévoit selon les exemples des figures 1 et 4 notamment un échangeur thermique pourvu d’une plaque de base 10, 10’ et d’un espace de circulation de liquide 15 formé entre la plaque de base et une plaque rapportée 20, 20’ sur la plaque de base.
[0037] La plaque rapportée comporte selon l’exemple des canaux d’entrée et de sortie 21 , 22, 23 qui vont distribuer des méandres 15 de circulation d’un fluide caloporteur entre la plaque rapportée et la plaque de base. Les extrémités des canaux sortent de la plaque rapportée soit, comme représenté en figure 2, au niveau d’une découpe de la plaque rapportée ménageant un espace sur la plaque de base, soit sur un bord périphérique de la plaque rapportée et de la plaque de base comme représenté en figure 4.
[0038] De manière similaire à la demande FR18 52650, les canaux d’entrée et de sortie peuvent distribuer un espace sous la plaque de base pourvu de bossages internes de dispersion d’un flux du liquide caloporteur au lieu de méandres.
[0039] L’échangeur thermique comporte un connecteur fluidique d’entrée et un connecteur fluidique de sortie qui peut prendre deux configurations qui seront décrites ci-après.
[0040] Dans l’exemple des figures 1 à 3, le connecteur fluidique 30, plus particulièrement détaillé en figure 3, comporte une embase 36 prolongeant la sortie du canal et un embout tubulaire 33 s’étendant parallèlement à la plaque rapportée.
[0041] Selon l’exemple représenté, l’embout tubulaire 33, qui constitue un tube de sortie ou d’entrée de fluide caloporteur pour l’échangeur thermique, est ovale dans un souci de réduire la hauteur du connecteur. Un embout cylindrique de révolution peut toutefois être aussi être envisagé dans ce mode de réalisation. Cet embout va permettre de connecter l’échangeur à une tubulure d’un circuit fluidique externe relié par exemple à un radiateur en contact avec l’air extérieur au véhicule et éventuellement pourvu d’un ventilateur de refroidissement.
[0042] L’embase constitue un passage de liquide entre une embouchure 38a du connecteur et l’embout tubulaire. Toutefois, ce passage n’est pas fermé au niveau du connecteur, ce passage étant réalisé par un évidement 38 démarrant à partir d’une ouverture sur une face 40 de l’embase du connecteur. De cette façon, la fabrication du connecteur est facilitée et, du fait de l’absence de paroi de fermeture du passage, ses dimensions sont réduites. [0043] Par ailleurs la face 40 est une face de fixation du connecteur sur une paroi qui est la plaque de base 10 dans le cas du montage de la figure 1 . La plaque de base va ainsi réaliser l’étanchéité du passage constitué par l’évidement 38.
[0044] Toujours selon cet exemple et de retour à la figure 3, l’embouchure 38a est constituée à partir d’un prolongement de l’ouverture dans la paroi 40 dans un plan perpendiculaire à cette ouverture.
[0045] Selon la figure 2 notamment, l’assemblage de la plaque rapportée 20 et du connecteur 30 se fait sur la plaque de base 10, le connecteur comportant des pions ou tiges 41 qui viennent s’introduire dans l’ouverture du canal 21 pour que l’embouchure 38a de l’embase se positionne correctement en face de l’entrée ou de la sortie du canal.
[0046] Une fois cet assemblage réalisé, le connecteur et la plaque rapportée sont soudés par exemple par soudure laser ou collés sur la plaque de base.
[0047] La plaque de base, la plaque rapportée et le connecteur peuvent être métalliques, notamment en aluminium ou acier mais aussi en polymère chargé ou en céramique selon les performances d’échange thermique obtenues avec ces matériaux.
[0048] Dans l’exemple des figures 4 et 5, la plaque de base 10’ comporte un retour 12 incliné par rapport à la plaque de base. La plaque de base et le retour incliné peuvent être deux parois d’une cornière ou de tout autre type de profilé éventuellement à 90° l’une de l’autre.
[0049] Dans ce cas le connecteur 31 peut être fixé sur le retour 12 et relié à un canal 21 , 22 d’entrée ou de sortie de l’espace de circulation de liquide qui vient au bord de la plaque de base.
[0050] Le connecteur 31 comporte aussi un embout tubulaire tel qu’un embout droit 34 en figure 4 ou un embout 35 pourvu d’un profil 35a, 35b, 35c, 35d assurant une fixation et une étanchéité correctes pour un tuyau raccordé au connecteur comme représenté aux figures 5 et 6. [0051] Comme plus particulièrement représenté en figure 6, le connecteur comporte également une embase 37 pourvue d’un évidement 39, dans lequel débouche l’embout tubulaire, et d’une embouchure 39a de raccordement audit canal.
[0052] Ici aussi, l’évidement forme un passage de fluide entre l’embouchure 39a et l’embout 34, 35 toutefois, dans ce mode de réalisation l’embouchure est dans un plan parallèle à l’ouverture de l’évidement et non dans un plan perpendiculaire à cette ouverture. Il est évident pour l’homme du métier que dans un mode de réalisation pour lequel le retour formerait un angle non plat différent de 90° avec la plaque de base, l’embouchure pourrait également s’étendre dans un plan sécant, non perpendiculaire, à l’ouverture de l’évidement.
[0053] De cette façon, la face de fixation 40’ du connecteur étant appliquée sur le retour 12, l’embouchure 39a surplombe ce retour pour se positionner en face de l’entrée ou la sortie d’un canal de la plaque rapportée.
[0054] Ici c’est le retour qui forme une paroi de fermeture de l’évidement de l’embase et qui assure l’étanchéité du passage de fluide entre l’embouchure et l’embout. Pour raccorder l’embouchure au canal de la plaque rapportée, le connecteur est fixé en porte à faux sur le retour 12 incliné de sorte que l’embase du connecteur déborde du retour incliné pour aligner l’embouchure 39a de l’embase avec l’extrémité du canal 22, 23 de la plaque rapportée débouchant en bordure de la plaque de base 10’.
[0055] Selon l’exemple représenté, le retour fait un angle de 90° avec la plaque de base et l’embouchure et l’extrémité du canal sont perpendiculaires à la plaque de base. Dans le cas où le retour ne fait pas un angle de 90° avec la plaque de base, la découpe de l’extrémité du canal peut être réalisée selon un plan parallèle au retour pour s’appliquer sur l’embouchure.
[0056] Le connecteur fluidique représenté comporte aussi, de part et d’autre de l’embouchure, des pions ou tiges 41 de centrage de l’embouchure par rapport audit canal. Il est toutefois possible de positionner un unique pion ou une languette pour effectuer le positionnement du connecteur fluidique par rapport au canal.
[0057] En outre ce connecteur comporte, au niveau d’un encadrement 42, 44 de l’embouchure, des parois latérales 42 munie d’arrondis 43 destinées à épouser la courburel 3 de l’arête entre le retour incliné 12 et la plaque de base 10’ et une paroi supérieure 44 rejoignant l’extrémité de la plaque rapportée au-dessus de cette courbure.
[0058] Le connecteur fluidique 31 , 32 est soudé ou collé en position sur la plaque de base, le retour et sur l’extrémité du canal de la plaque rapportée en même temps que la plaque rapportée, le montage se faisant comme représenté sur la figure 5 avec les tiges 41 du connecteur introduites dans les terminaisons de canaux 22, 23.
[0059] Les diverses variantes de connecteurs fluidiques 30, 31 , 32 sont réalisées chacune en une seule pièce monobloc par usinage ou moulage et comportent une embase 36, 37 pourvue d’un évidement 38, 39 et dont la face de fixation 40, 40’ est pourvue d’une ouverture de réalisation de l’évidement reliant l’embouchure de l’embase et le tube de l’embout.
[0060] Des avantages des modes de réalisation du dispositif de la présente demande sont :
[0061] Dans l’exemple des figures 1 à 3 le connecteur fluidique ne dépasse pas de l’encombrement latéral du module de batterie et apporte peu de surépaisseur par rapport à la plaque rapportée.
[0062] Dans l’exemple des figures 4 à 6, le connecteur fluidique n’apporte pas de surépaisseur par rapport à la plaque rapportée qui contient l’espace de circulation du fluide caloporteur.
[0063] Dans les deux cas l’absence de paroi de fermeture au niveau du connecteur réduit son épaisseur.
[0064] l’étanchéité d’une partie du connecteur fluidique se fait avec la plaque de base ce qui permet de réaliser une pièce à usiner sans renvoi d’angle, ni déformation.
[0065] le déport de la connexion avec le circuit fluidique externe se faisant dans la continuité d’un canal de la plaque rapportée, il n’est pas nécessaire de prévoir un trou dans la plaque rapportée et la connexion entre le connecteur fluidique et la plaque rapportée est réalisée par simple emboutissage de la plaque rapportée. [0066] La réalisation du connecteur fluidique qui s’applique sur la plaque de base ou son retour permet l’utilisation d’un procédé de soudure laser afin d’étancher l’ensemble plaque de base/plaque rapportée/connecteur en une seule opération.
[0067] L’échangeur est compact et aisément raccordable.
[0068] L’invention n’est pas limitée aux exemples représentés et par exemple les deux types de connecteurs et de montage peuvent coexister sur un même échangeur ce qui donne une grande flexibilité pour l’implantation des entrées/sorties des échangeurs. En outre, la sortie des embouts des connecteurs de la figure 6 peut être réalisée sur une autre face de l’embase, par exemple la face du dessous selon la figure 6.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Echangeur thermique pourvu d’une plaque de base (10, 10’) et d’un espace de circulation de liquide (15) formé entre une plaque rapportée (20, 20’) sur la plaque de base et la plaque de base, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un connecteur fluidique (30, 31 , 32), fixé sur la plaque de base ou sur un retour (12) incliné par rapport à la plaque de base (10’) et relié à un canal (21 , 22) d’entrée ou de sortie de l’espace de circulation de liquide, ledit connecteur comportant un embout tubulaire (33, 34, 35), de raccordement du dispositif à une tubulure d’un circuit fluidique externe, une embase (36, 37) pourvue d’un évidement (38, 39) dans lequel débouche l’embout tubulaire et d’une embouchure (38a, 39a) de raccordement audit canal, l’évidement formant un passage de fluide entre l’embouchure (38a, 39a) et l’embout (33, 34, 35), pour lequel l’évidement comporte une ouverture sur une face de fixation (40, 40’) du connecteur sur la plaque de base ou sur ledit retour, la plaque de base ou ledit retour formant une paroi de fermeture dudit évidement de l’embase assurant l’étanchéité du passage de fluide.
[Revendication 2] Echangeur thermique selon la revendication 1 , pour lequel la plaque rapportée (20, 20’) est une plaque soudée ou collée sur la plaque de base (10, 10’) et pourvue de méandres formant ledit espace de circulation (15) de liquide.
[Revendication 3] Echangeur thermique selon la revendication 1 ou 2, pour lequel l’embouchure de l’embase du connecteur est réalisée en prolongement de l’ouverture de ladite face de fixation (40’) et pour lequel, une extrémité du canal (22, 23) de la plaque rapportée débouchant en bordure de la plaque de base (10’), le connecteur est fixé en porte à faux sur le retour (12)incliné par rapport à la plaque de base de sorte que l’embase du connecteur déborde dudit retour pour aligner l’embouchure (39a) de l’embase avec l’extrémité du canal (22, 23).
[Revendication 4] Echangeur thermique selon la revendication 3, pour lequel la plaque de base et le retour incliné sont deux faces sécantes d’un même profilé.
[Revendication 5] Echangeur thermique selon la revendication 1 ou 2, pour lequel la face de fixation (40) de l’embase (36) du connecteur est reçue sur la plaque de base (10), l’embouchure (38a) de l’embase en communication avec une extrémité du canal (21 ) de la plaque rapportée s’étendant sur une face de l’embase perpendiculaire à la face de fixation de l’embase.
[Revendication 6] Echangeur thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, pour lequel le connecteur fluidique comporte au moins un moyen (41 ) de centrage de l’embouchure par rapport audit canal.
[Revendication 7] Echangeur thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, pour lequel le connecteur fluidique (30, 31 , 32) est soudée, collée ou assemblée par brasage en position sur la plaque de base et/ou l’extension et sur l’extrémité du canal de la plaque rapportée.
[Revendication 8] Connecteur fluidique (30, 31 , 32) monobloc pour échangeur thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est réalisé par usinage ou moulage et comporte une embase (36, 37) pourvue d’un évidement (38, 39) et un embout tubulaire débouchant dans l’évidement qui constitue un passage fluidique entre une embouchure de l’embase et un canal de l’embout tubulaire et pour lequel l’embase comporte une face de fixation pourvue d’une ouverture de réalisation de l’évidement.
[Revendication 9] Connecteur fluidique selon la revendication 8 pour lequel le connecteur étant adapté à se fixer sur un retour (12) incliné par rapport à la plaque de base, l’embouchure (38b) est réalisée à partir d’un prolongement de l’ouverture dans le plan de l’ouverture, l’encadrement de l’embouchure comportant des parois (42) pourvues d’arrondis (43) d’appui sur une arête courbe (13) entre le retour (12) incliné et la plaque de base (10’).
[Revendication 10] Connecteur fluidique selon la revendication 8 pour lequel le connecteur étant adapté à se fixer sur la plaque de base, l’embouchure (38a) est constituée à partir d’un prolongement de l’ouverture dans un plan perpendiculaire à l’ouverture.
EP20745254.1A 2019-06-18 2020-06-16 Echangeur thermique a circulation de liquide et connecteur pour un tel échangeur Pending EP3987240A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1906506A FR3097627B1 (fr) 2019-06-18 2019-06-18 Echangeur thermique à circulation de liquide et connecteur pour un tel échangeur
PCT/FR2020/051038 WO2020254757A1 (fr) 2019-06-18 2020-06-16 Echangeur thermique a circulation de liquide et connecteur pour un tel échangeur

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3987240A1 true EP3987240A1 (fr) 2022-04-27

Family

ID=71784304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20745254.1A Pending EP3987240A1 (fr) 2019-06-18 2020-06-16 Echangeur thermique a circulation de liquide et connecteur pour un tel échangeur

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220381522A1 (fr)
EP (1) EP3987240A1 (fr)
CN (1) CN114364936A (fr)
FR (1) FR3097627B1 (fr)
WO (1) WO2020254757A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3132943B1 (fr) * 2022-02-18 2024-04-12 A Raymond Et Cie Dispositif d’échange thermique et procédé de raccordement dudit dispositif

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3658657B2 (ja) * 1995-09-21 2005-06-08 昭和電工株式会社 積層型熱交換器およびそれを具備する機械
DE112012004508T5 (de) * 2011-10-28 2014-09-25 Dana Canada Corporation Flacher Ladeluftkühler mit geteilter Strömung und mit Austrittsverteiler mit gleichförmiger Strömung
ITTO20111182A1 (it) * 2011-12-21 2013-06-22 Thesan S P A Connessione per pannelli roll-bond
JP2013254787A (ja) * 2012-06-05 2013-12-19 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 熱交換器及びその製造方法
CN107851867B (zh) * 2015-08-05 2020-09-29 日轻热交株式会社 冷却器
DE112017002349T5 (de) * 2016-05-06 2019-01-24 Dana Canada Corporation Wärmetauscher zur anwendung für thermisches batteriemanagement mit integriertem bypass
US20190186837A1 (en) * 2016-08-26 2019-06-20 Dana Canada Corporation Locating mechanism for heat exchanger assembly
WO2018132919A1 (fr) * 2017-01-19 2018-07-26 Dana Canada Corporation Échangeur de chaleur à contre-courant avec raccords en ligne
DE102017202552A1 (de) 2017-02-16 2018-08-16 Reinz-Dichtungs-Gmbh Kühlerplatte und Verfahren zu deren Herstellung
US10283824B2 (en) * 2017-04-21 2019-05-07 Ford Global Technologies, Llc Thermal exchange assembly for vehicle battery
WO2018209439A1 (fr) * 2017-05-16 2018-11-22 Dana Canada Corporation Échangeur de chaleur à contre-courant avec raccords d'entrée latéraux
FR3068121B1 (fr) * 2017-06-22 2019-09-13 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur a reservoir de materiau a changement de phase comprenant une languette de maintien et d'obturation d'un tube de remplissage
CN111194394B (zh) * 2017-10-06 2022-07-05 达纳加拿大公司 具有集成的支承结构的热交换器

Also Published As

Publication number Publication date
CN114364936A (zh) 2022-04-15
FR3097627A1 (fr) 2020-12-25
US20220381522A1 (en) 2022-12-01
FR3097627B1 (fr) 2022-12-02
WO2020254757A1 (fr) 2020-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3066264B1 (fr) Echangeur thermique, notamment pour la regulation thermique de batteries, et procede de fabrication correspondant
WO2013001017A1 (fr) Boitier d'echangeur a plaques empilees et echangeur comprenant un tel boitier.
EP4062120B1 (fr) Système de gestion thermique pour composant électrique
FR3105382A1 (fr) Dispositif de régulation thermique et procédé d’assemblage correspondant
EP4005008B1 (fr) Module et dispositif de refroidissement pour batterie et batterie correspondante
FR2855604A1 (fr) Echangeur de chaleur a plaques comportant un element d'obturation des fuites du gaz a fefroidir.
EP4121711B1 (fr) Dispositif de régulation thermique d'au moins un composant électronique
WO2020254757A1 (fr) Echangeur thermique a circulation de liquide et connecteur pour un tel échangeur
FR2984477A1 (fr) Echangeur de chaleur, ensemble d'un tel echangeur et d'une ou de boites collectrices, module d'admission d'air comprenant un tel ensemble
FR3100608A1 (fr) Système de gestion thermique pour composant électrique
FR3094469A1 (fr) Dispositif de régulation thermique
EP3278393B1 (fr) Module de batterie, notamment pour véhicule automobile, et échangeur thermique pour module de batterie correspondant
FR3077129A1 (fr) Boite collectrice pour un echangeur thermique, notamment pour la regulation thermique de batteries, echangeur thermique et procede de fabrication correspondant
FR3077128A1 (fr) Echangeur thermique, notamment pour la regulation thermique de batteries, et procede de fabrication correspondant
WO2020260795A1 (fr) Dispositif refroidisseur d'un ou plusieurs modules de stockage d'energie electrique
FR3116412A1 (fr) Module de refroidissement en U pour un équipement électrique de puissance
EP3707772B1 (fr) Élément de refroidissement d'un dispositif de stockage électrique pour véhicule automobile
FR3077127A1 (fr) Echangeur thermique, notamment pour la regulation thermique de batteries
WO2020025869A1 (fr) Élément de régulation thermique d'un composant électrique, d'un véhicule automobile, susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement
WO2019180377A1 (fr) Dispositif de refroidissement d'un air d'admission de moteur a combustion interne
WO2021048499A1 (fr) Dispositif de gestion thermique pour composant électrique et système comprenant un tel dispositif
FR3088143A1 (fr) Ensemble de refroidissement, notamment pour batterie de vehicule
WO2020161399A1 (fr) Refroidisseur pour une batterie d'un véhicule automobile
FR3139190A1 (fr) Système de connexion fluidique pour un échangeur de chaleur
FR3081544A1 (fr) Boite collectrice pour un echangeur de chaleur

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20211213

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230528

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN