EP4378019A1 - Dispositif de régulation thermique pour le refroidissement d'organes de stockage d'énergie électrique - Google Patents

Dispositif de régulation thermique pour le refroidissement d'organes de stockage d'énergie électrique

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Publication number
EP4378019A1
EP4378019A1 EP22755171.0A EP22755171A EP4378019A1 EP 4378019 A1 EP4378019 A1 EP 4378019A1 EP 22755171 A EP22755171 A EP 22755171A EP 4378019 A1 EP4378019 A1 EP 4378019A1
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EP
European Patent Office
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thermal regulation
collection box
tube
regulation device
connection
Prior art date
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Pending
Application number
EP22755171.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Aurelie Bellenfant
Fethy DJALLAL
Julien VERON
Juan Carlos BATISTA
Marc HERRY
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
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Pending legal-status Critical Current

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    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
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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
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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
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the field of the present invention is that of thermal regulation devices.
  • the present invention relates more particularly to the means used to cool the electrical energy storage devices fitted to such vehicles.
  • the battery packs can give off a significant quantity of heat and therefore be subjected to temperature rises which can cause them to be damaged, or even destroyed, in certain cases. Consequently, their cooling is essential in order to keep them in good condition and thus ensure the reliability, autonomy and performance of the vehicle.
  • the operation of the battery packs may be less efficient in the event of low temperatures, the electrical or electronic components fitted to these battery packs then needing a time to rise to temperature before operating at full efficiency.
  • one or more thermal regulation devices intended to regulate the temperature of the battery packs are implemented to ensure the heating and/or cooling functions of the electrical or electronic components at inside these battery packs and thus optimize the operation of the various components.
  • thermal regulation devices are generally traversed by a heat transfer fluid which can, as required, either absorb the heat emitted by each battery pack in order to cool it or provide heat if the temperature of the battery pack is insufficient for its correct operation.
  • thermal regulation devices having a tube arranged between two rows of cells and within which heat transfer fluid is able to circulate.
  • the contact between the tube and the cells allows an evacuation, or a supply, of calories via the heat transfer fluid.
  • a fluid collection box is arranged at one end of the tube and the heat transfer fluid inlet and outlet conduits are connected to this collection box.
  • the present invention proposes an alternative to existing devices, having as its object a thermal regulation device for cooling electrical energy storage organs, the thermal regulation device comprising a tube configured to be in contact with the organs for storing electrical energy and comprising at least one coolant fluid circulation channel, a collection box arranged at one end of the tube and comprising collection chambers communicating fluidly with the at least one circulation channel of the tube, and at at least two connection sleeves arranged on either side of the collection box and configured to communicate with the same collection chamber, the connection sleeves having distinct shapes with respect to each other.
  • the collection box is therefore equipped with at least two connection sleeves, including a connection sleeve of a first type and a connection sleeve of a second type.
  • connection sleeves allows, when two identical thermal regulation devices are assembled together to form part of an electrical energy storage device with several rows of energy storage elements electrical in particular, to cooperate a connection sleeve of a first type associated with a first thermal regulation device directly with a sleeve of a second type associated with a second thermal regulation device.
  • this avoids having to provide an assembly with connecting sleeves of identical shapes that must be connected by an additional sheath, and a multiplication of manufacturing tolerances and alignment defects is thus avoided.
  • the collection box and the two connection sleeves form a one-piece assembly.
  • the collection box and the connection sleeves can be made of the same material, and especially aluminum.
  • the collection box, the connection sleeves and the tube form a one-piece assembly.
  • the one-piece assembly formed by at least the collection box and the connection sleeves is obtained by a brazing operation.
  • one of the two connection sleeves so as to form a male element, has an external diameter, at a free end opposite the collection box, which is slightly smaller than the internal diameter of the other of the two connecting sleeves at a free end opposite the collection box, this other connecting sleeve being intended to form a female element.
  • one of the two connection sleeves comprises a free end, opposite the collection box, which has external dimensions smaller than the corresponding external dimensions of this connection sleeve in the vicinity of the collection box.
  • collector, and/or the other of the two connecting sleeves has a free end, opposite the collecting box, which has internal dimensions greater than the corresponding internal dimensions of this connecting sleeve in the vicinity of the collecting box .
  • the thermal regulation device comprises a connection sleeve of the first type which has a male shape, if necessary which tends to shrink as the distance from the collection box increases, and a second-type connection sleeve which has a female shape, if necessary which tends to widen as it moves away from the collection box in a direction opposite to the direction in which the first connection sleeve moves away type, the male form and the female form of these connection sleeves allowing direct cooperation, in particular by fitting, between two connection sleeves of two neighboring thermal regulation devices.
  • a first connection sleeve associated with the collection box comprises means of cooperation with a connection sleeve of a first neighboring thermal regulation device which are arranged on its external face and a second connection forming a one-piece assembly with the collection box, arranged opposite the first connection sleeve with respect to said collection box, comprises means of cooperation with a connection sleeve of a second adjacent thermal regulation device which are arranged on its inner side.
  • the cooperation means comprise at least one zone for receiving an annular seal forming a projection from the corresponding face of the first or of the second connection sleeve.
  • the reception zone comprises a groove formed in the thickness of the corresponding face of the first or of the second connection sleeve and sized to house the at least one annular seal.
  • one of the connection sleeves comprises at least one slot passing through the thickness of this sleeve from the inner face to the outer face, said slot being configured to receive a fixing clip.
  • the tube comprises two sets of distinct circulation channels and the collection box comprises two collection chambers communicating fluidically respectively with one of the sets of circulation channels of the tube, two pairs of connecting sleeves being arranged, with a connection sleeve on either side of the collection box, to communicate with each of the collection chambers, the pairs of connection sleeves being configured such that a connection sleeve of a first pair of connection sleeves arranged on a first side of the collection box has a shape and dimensions identical to those of a connection sleeve of the second pair of connection sleeves arranged on the second side of the collection box.
  • the invention also relates to an electrical energy storage device for an electric or hybrid vehicle, comprising several sets of electrical energy storage members and several thermal regulation devices as mentioned above, each thermal regulation device being arranged between two sets of electrical energy storage devices, two neighboring thermal regulation devices being configured to be connected in a leaktight manner by direct cooperation of a connection sleeve of a first thermal regulation device, equipped with a seal sealing, with a connection sleeve for a second thermal regulation device.
  • the invention also relates to a method for assembling an electrical energy storage device according to the preceding claim, during which electrical energy storage members are placed against a tube of a first thermal regulation device and then a tube of a second thermal regulation device is placed against the electrical energy storage devices previously deposited, by inserting the connection sleeves associated with this tube of the second device and arranged on one side of the collection box of the second device directly in the connection sleeves associated with the tube of the first device and arranged on one side of the collection box of the first device.
  • FIG. î is a representation in perspective of a battery pack as a whole equipped with several electrical energy storage devices and a plurality of thermal regulation devices according to the invention
  • FIG. 2 is a detail view of several electrical energy storage members and of one end of several thermal regulation devices, seen in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a representation in perspective of a thermal regulation device according to a first embodiment in which the circulation of the heat transfer fluid intended to circulate in this device has been represented by arrows in solid lines;
  • FIG. 4 is a representation in perspective of a thermal regulation device according to a second embodiment in which the circulation of the heat transfer fluid intended to circulate in this device has been represented by arrows in solid lines;
  • FIG. 5 is a perspective representation of one end of a thermal regulation device, showing a distribution box and connection sleeves projecting from either side of this box;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of two neighboring thermal regulation devices, showing in particular the cooperation between connecting sleeves made in one piece with the distribution box formed at the end of the corresponding thermal regulation device;
  • FIG. 7 is a schematic perspective representation, similar to that of Figure 3, in which the distribution box has been partially shown to make its internal structure visible and to make visible the internal structure of the tube at one end of which is fixed the distribution box;
  • FIG. 8 is a perspective view of the tube of Figure 5;
  • FIG. 9 is a representation in perspective, according to a perspective angle similar to that of FIG. 3, illustrating a first alternative embodiment of the invention
  • FIG. 10 is a sectional view of two neighboring thermal regulation devices, in a section plane similar to that of FIG. 4, illustrating the variant embodiment of FIG. 7
  • FIG. it is a sectional view of a tube according to a first alternative embodiment of the invention
  • FIG. 12 is a sectional view of a tube according to a second alternative embodiment of the invention
  • FIG. 13 is a representation in perspective, according to a perspective angle similar to that of FIG. 9, illustrating a second alternative embodiment of the invention.
  • variants of the invention may be associated with each other, in various combinations, insofar as they are not incompatible or exclusive with respect to each other.
  • variants of the invention may be imagined comprising only a selection of characteristics described below in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage and/or to differentiate the invention. compared to the prior art.
  • transverse and vertical refer to the orientation of a thermal regulation device according to the invention.
  • a longitudinal direction corresponds to a main extension direction of a thermal regulation device and a transverse direction corresponds to a direction substantially perpendicular to a main extension plane of a thermal regulation device and to a main extension direction of a hydraulic connection sleeve of the thermal regulation device, this transverse direction being perpendicular to the longitudinal axis L.
  • a vertical direction is perpendicular to the longitudinal direction and to the transverse direction.
  • An electrical energy storage device 1 in particular intended to equip an electric or hybrid vehicle, comprises several sets of electrical energy storage devices 2, also called energy storage cells hereinafter. electrical energy, and several thermal regulation devices 4 arranged close to these cells to allow heat exchange between them.
  • the electrical energy storage members have in particular the shape of cylindrical cells, here of circular section, arranged vertically, that is to say perpendicular to the longitudinal and transverse plane in which the energy storage device is mainly inscribed. electric.
  • the electrical energy storage devices 2 are in particular arranged in successive rows 3, parallel to each other, and each row, or set of electrical energy storage devices, extends mainly longitudinally.
  • Thermal regulation devices 4 are arranged between two rows 3 of adjacent electrical energy storage devices, with in particular a tube 6 which is configured to be in contact with the electrical energy storage devices 2 of these two adjacent rows 3 .
  • the rows 3 are staggered relative to each other, that is to say with a longitudinal offset of the storage members of one row relative to the storage members of the neighboring row, which makes it possible to optimize the size of the electrical energy storage device 1, and the thermal regulation devices 4 each comprise a tube 6 of corrugated shape in order to be able to be in contact with each of the electrical energy storage members 2 of the two rows 3 between which they extend respectively.
  • Heat transfer fluid is intended to circulate inside this tube 6 of corrugated shape in order to be able to exchange calories with the electrical energy storage devices 2, via the heat-conducting wall of the tube.
  • the heat transfer fluid is intended to recover the calories and to evacuate them from the electrical energy storage device 1.
  • Each thermal regulation device 4 comprises, to allow this exchange of calories, the tube 6 mentioned above, here of corrugated shape, within which is formed at least one circulation channel 8 of heat transfer fluid, and at least one collection box IO which is arranged at a longitudinal end 12 of the tube 6 and which is intended to collect the fluid from an inlet pipe 14 of fluid heat transfer fluid and to distribute it in the circulation channel(s) 8 within the tube 6 and/or for the purpose of collecting the heat transfer fluid at the outlet of the tube 6 and directing it into an evacuation pipe 16 of the heat transfer fluid.
  • the heat transfer fluid is intended to circulate in the inlet conduit, and at each collection box encountered by the inlet conduit, a portion of heat transfer fluid is directed towards this collection box and the device for associated thermal regulation and another portion of heat transfer fluid is directed through the continuation of the inlet duct to feed the next collection box.
  • the heat transfer fluid inlet duct 14 and the heat transfer fluid discharge duct 16 are formed by the direct cooperation of connection sleeves 18 secured to two neighboring collection boxes 10, without there being any intermediate devices arranged between these connection sleeves 18, it being understood, where appropriate, that a seal may be carried by one of the connection sleeves and rest on the other connection sleeve at the level of the zone direct connection between the sleeves.
  • connection sleeves 18 allowing in particular the direct cooperation as mentioned will be described in more detail below.
  • connection sleeves 18 extend on either side of a collection box 10 to form a pair 19, and that the two connection sleeves 18 of this pair have a different shape from each other, so as to allow the sleeve of a first type 18a associated with a first collection box 10 to be connected directly to a sleeve of the second type 18b associated with a second collection box 10, without it being necessary to provide additional connection means.
  • each assembly formed by a collection box 10 and its connection sleeves 18 is identical from one thermal regulation device 4 to another.
  • FIG. 3 illustrates a first embodiment of the thermal regulation device according to the invention, in the circulation of the fluid is said to be U-shaped, that is to say with the same portion of heat transfer fluid which circulates in both directions within of the tube 6 after passing through a return box 20 at one of the longitudinal ends of the tube.
  • the thermal regulation device 4 comprises in this first embodiment a tube 6 and at each of its longitudinal ends a collection box 10 and a return box 20.
  • the tube 6 comprises several channels 8 formed within it, divided into two sets of circulation which are distinguished in that the same portion of heat transfer fluid circulates in the first direction of circulation Si within the channels of a first set of circulation 21 and in a second direction of circulation S2, opposite to the first direction of circulation Si, within the channels of a second set of circulation 22.
  • the collection box 10 disposed at a first longitudinal end 12 of the tube is equipped with connection sleeves 18 to allow the arrival and evacuation of the heat transfer fluid.
  • the collection box 10 is configured to guide the fluid circulating in the connection sleeves 18 participating in forming the heat transfer fluid inlet duct 14 towards a part of the channels, here the channels of the first circulation assembly 21, within the tube and to guide the fluid leaving the tube through the other part of the channels, here the channels of the second circulation assembly 22, in the connection sleeves 18 participating in forming the heat transfer fluid evacuation conduit 16.
  • the deflection box 20 arranged at a second longitudinal end of the tube 6 does not include any connection sleeves and is only fluidly connected to the tube 6.
  • the deflection box 20 is configured to guide the fluid flowing in one direction in part of the channels of traffic to the other part of the traffic channels so that it flows in the other direction. The result of this configuration, as illustrated by the arrows visible in FIG.
  • FIG. 4 illustrates a second embodiment of the thermal regulation device 4 according to the invention, in the circulation of the heat transfer fluid is said to be in I, that is to say with the same portion of heat transfer fluid which circulates only in a direction within the tube 6.
  • the thermal regulation device 4 comprises in this second embodiment a tube 6 and at each of its longitudinal ends a collection box 10.
  • the tube 6 comprises several channels 8 formed within it, divided into two sets of circulation which are distinguished this time in that two different portions of fluid can circulate distinctly within the tube, in their respective set of channels.
  • a first portion of heat transfer fluid can thus circulate in the first direction of circulation Si within the channels of the first circulation assembly 21 and a second portion of heat transfer fluid can circulate in a second direction of circulation S2, opposite to the first direction of circulation, within the channels of the second set of circulation 22.
  • Each collection box 10 is here equipped with connection sleeves 18 within the meaning of the invention, that is to say configured to be able to cooperate directly with connection sleeves of an adjacent collection box to form a conduit of inlet 14 and an exhaust duct 16 of heat transfer fluid.
  • each collection box 10 is configured to guide the heat transfer fluid circulating in the connection sleeves 18 participating in forming the fluid inlet duct 14 towards a part of the channels within the tube 6 and to guide the fluid leaving the tube through the other part of the channels in the connection sleeves 18 participating in forming the fluid evacuation conduit 16.
  • a first circuit Cl comprises a fluid inlet via a first sleeve of a first collection box, a passage of part of this fluid in the tube in a first direction of circulation while the other part of this fluid continues its road in the supply duct in the direction of a neighboring thermal regulation device, and an outlet of the fluid via a first sleeve of the second collection box after having passed through the tube, to join the fluid coming from the neighboring thermal regulation device .
  • a second circuit C2 comprises a fluid inlet via a second sleeve of the second collection box, a passage of part of this fluid in the tube in a second direction of circulation while the other part of this fluid continues its road in the supply duct in the direction of a neighboring thermal regulation device, and an outlet of the fluid via a second sleeve of the first collection box after having passed through the tube, to join the fluid coming from the neighboring thermal regulation device .
  • a circulation of the heat transfer fluid in I can be implemented with the heat transfer fluid which circulates only in one direction within the tube 6, and with collection boxes at each end of the tube which do not include only two connecting sleeves each.
  • the heat transfer fluid circulates in the same direction in each of the channels within the tube, between a header box forming a supply header box at one end of the tube and another header box forming an evacuation header box at the other end of the tube.
  • the thermal regulation device 4 comprises a tube 6 comprising at least one heat transfer fluid circulation channel 8, here a plurality of channels 8 as seen in Figure 7, on which a shell participating in forming the box collection 10 has been removed to make the interior of the latter visible and the presence of the channels in the tube.
  • the tube 6 has the shape of a plate extending along a main direction of longitudinal elongation, so as to follow the direction of longitudinal elongation of the row 3 of cells with which the tube must be in contact to perform the function of heat exchange.
  • the tube 6 here has a corrugated shape with a succession of ridges 26 along the longitudinal direction of elongation of the tube, in order to be able to be in contact with each of the cells of the rows 3 surrounding the tube 6, these rows being arranged in a staggered arrangement. It is understood that the channels 8 within the tube 6 follow the corrugated shape.
  • This collection box 10 is formed by two shells 11 placed one against the other so as to define fluid collection chambers 26 communicating with the channels as will be described below.
  • connection sleeves 18 are arranged on either side of the collection box 10, taking the form of hollow tubular portions making it possible to guide the circulation of fluid.
  • the collection box IO and the two connection sleeves 18 form a one-piece assembly, that is to say an assembly which cannot be disassembled without causing the destruction of one and/or or the other of the parts forming this whole.
  • This one-piece assembly can in particular be obtained, prior to the assembly of the thermal regulation devices 4 in contact with the electrical energy storage members 2, by a brazing operation, it being noted that the brazing operation making the box one-piece collection 10 and the connection sleeves 18 can be made simultaneously with a brazing operation making the tube integral with the collection box.
  • the collection box 10 and the connection sleeves 18 are made of the same material, and more particularly of aluminum.
  • connection sleeves 19 are arranged on either side of the collection box 10 in pairs 19, a pair 19 of connection sleeves being formed by two connection sleeves whose elongation axes, c that is to say the axis of revolution of the tubular portion, are substantially coincident.
  • the heat transfer fluid can flow from one connection sleeve to the other connection sleeve of the same pair, each pair 19 thus forming part of a heat transfer fluid inlet 14 or outlet 16 conduit.
  • connecting sleeves 18 of two neighboring thermal regulation devices 4 cooperate directly to simplify the assembly process.
  • FIG. 6 illustrates in particular the fitting of a connection sleeve of a thermal regulation device directly into a connection sleeve of a neighboring thermal regulation device.
  • a connecting sleeve 18 of a pair 19 is configured as a male element and forms a sleeve of a first type 18a and the other connecting sleeve 18 of this pair 19 is configured as a male element.
  • female and forms a sleeve of a second type 18b is configured as a male element.
  • the connection sleeves of the same pair have distinct shapes with respect to each other to allow direct cooperation without intermediary between two connection sleeves belonging to two neighboring thermal regulation devices, in a context where the thermal regulation devices have identical shapes from one device to another.
  • a connection sleeve of the first type 18a comprises an external diameter, and in particular at the level of a free end 180a opposite to the collection box IO, the value Di of which is slightly less than the value Ü2 of the internal diameter of a connection sleeve of the second type 18b, and in particular at a free end 180b opposite the collection box.
  • the external diameter of a first type connection sleeve that is to say a male element intended to be inserted inside a female element, is considered to be slightly less than the internal diameter of a second type connection sleeve since it allows insertion by fitting of the male element into the female element.
  • connection sleeve of the first type 18a has a free end, opposite the collection box 10, which may have dimensions external dimensions smaller than the corresponding external dimensions of this connection sleeve in the vicinity of the collection box, so as to present a male shape tending to shrink as the distance from the collection box increases
  • connection sleeve of the second type 18b comprises a free end, opposite the collection box 10, which may have internal dimensions greater than the corresponding internal dimensions of this connection sleeve in the vicinity of the collection box, so as to have a shape female tending to widen as the distance from the collection box increases.
  • the connecting sleeves 18a are a free end, opposite the collection box 10, which may have dimensions external dimensions smaller than the corresponding external dimensions of this connection sleeve in the vicinity of the collection box, so as to present a male shape tending to shrink as the distance from the collection box increases
  • connection sleeve of the second type 18b comprises a free end, opposite the collection box 10, which may have internal dimensions greater than the corresponding internal dimensions of this connection
  • 18b form a tubular portion of substantially constant dimensions from the collection box to their free end 180a, 180b, with one of the connecting sleeves, forming the male sleeve, which has an outer face 28 whose diameter is slightly smaller to the diameter of the internal face 30 of the other connection sleeve, forming the female sleeve.
  • a first male connection sleeve associated with the collection box comprises means of cooperation with a female connection sleeve of a first neighboring thermal regulation device which are arranged on its external face 28 and a second female connection sleeve, arranged opposite the first male connection sleeve with respect to said collection box, comprises means of cooperation with a male connection sleeve of a second adjacent thermal regulation device which are arranged on its internal face 30.
  • each of these sleeves participates in forming means 32 of cooperation of the connection sleeves between them, with a zone of the internal face 30 of a female connection sleeve 18b which is sized and shaped to be in contact with a area of the outer face 28 of a male connection sleeve 18a.
  • a zone 34 for receiving a seal ring 36 is provided at the level of the internal 30 and external 28 faces of the connection sleeves intended to be in contact with a corresponding surface of another sleeve and forming these means of cooperation 32.
  • This annular seal 36 protrudes from the corresponding face of the connection sleeve of the first or second type 18a, 18b.
  • the annular seal 36 forms a projection from the external face 28 of the male connection sleeve, but it will be understood that it could be associated with a female connection sleeve and form a projection from the internal face 30 of the last.
  • the reception zone 34 of the annular seal 36 may comprise a groove 38 formed in the thickness of the corresponding face of the connection sleeve and sized to accommodate the at least one ring seal 36.
  • two connection sleeves form a pair 19 by being aligned and arranged on either side of the collection box 10.
  • the thermal regulation device 4 is such that two pairs 19 connecting sleeves are integral with the collection box 10, again forming a one-piece assembly, with for each pair a connecting sleeve disposed on either side of the collection box. In this way, each pair 19 of connection sleeves can communicate with one of the collection chambers 10.
  • a connection sleeve of a first pair of connection sleeves arranged on a first side of the collection box 10 has a shape and dimensions identical to those of a connection sleeve of the second pair of connection sleeves arranged on the second side of the collection box 10.
  • connection sleeves in the example illustrated with two pairs of connection sleeves contributes to creating two parallel ducts, namely the heat transfer fluid inlet duct 14 and the heat transfer fluid discharge duct 16.
  • FIG. 7 makes particularly visible the fact that the collection box 10 of the thermal regulation device 4 comprises within it collection chambers 26 fluidly communicating respectively with at least one of the circulation channels 8 formed within the tube, and more particularly one of the circulation assemblies 21, 22 formed by several channels.
  • the collection box 10 is here formed by two shells 11 attached and fixed against each other, with fixing means on the periphery of the shells. At least one shell has hooking lugs 40 which allow the shells to be held together before a soldering operation freezing the position of the shells and the holding of the collection box.
  • Each shell 11 has two hollows 42 formed by deformation of the shell and a rib 44 placed between the two hollows.
  • the recesses 42 of each shell 11 are arranged facing each other to form the collection chambers 26 mentioned above and the ribs 44 of each shell 11 are in contact with each other to form a central wall 46 which delimits and separates the collection chambers 26 from each other.
  • This central wall 46 is intended to be in contact with a solid surface of the tube forming a sealing zone 48, devoid of circulation channels, in order to ensure sealed contact and to prevent that within the collection box , the fluid present in a first collection chamber does not flow into the other collection chamber, or into channels which should not be connected to this first collection chamber.
  • Each hollow 42 is defined by a bottom wall 41 which is pierced with an orifice 43 substantially at its center. This orifice allows a passage of fluid between the collection chamber 26 formed by the hollow and a connection sleeve 18 of the pair of connection sleeves opening into this collection chamber 26.
  • Each shell 11 is equipped with two connection sleeves 18a, 18b which respectively open into one of the two hollows 42 formed in this shell 11.
  • connection sleeves are configured to communicate each with a collection chamber, and it is understood that the sleeves arranged on either side of the collection box are configured to communicate with the same collection chamber.
  • the thermal regulation devices are prepared beforehand by brazing a collector box, connection sleeves and a tube, so as to form a one-piece assembly. A seal is then attached, after this brazing operation, to one of the connection sleeves of a pair of connection sleeves integral with a header box.
  • the method is particular according to the invention in that it comprises at least a first step during which energy storage elements are deposited electric 2 against a tube 6 of a first thermal regulation device 4. During this step, it can in particular be carried out a step of depositing glue against the face of the tube intended to be in contact with the electrical energy storage members.
  • a tube 6 of a second thermal regulation device is placed against the electrical energy storage devices 2 previously deposited.
  • the pressure exerted against the electrical energy storage members participates in pressing them against the first tube and ensures the bonding between this first tube and the electrical energy storage members.
  • connection sleeves 18 associated with this tube 6 of the second thermal regulation device 4 and arranged on one side of the collection box 10 of this second device are inserted directly into the connection sleeves 18 associated with the tube of the first device and arranged on one side of the collection box of the first device facing the second device.
  • Figure 8 makes particularly visible a tube 6 of a thermal regulation device 4 for cooling electrical energy storage devices, the tube extending along a main longitudinal direction of elongation according to the orientation mentioned above.
  • the tube 6 is configured in such a way as to comprise a plurality of longitudinal channels 8 for the circulation of heat transfer fluid formed side by side in the material inside the tube.
  • these channels have a rectangular passage section, without this being limiting of the invention.
  • the channels pass through, so that they open out on each longitudinal end face 12 of the tube 6.
  • the longitudinal circulation channels 8 are divided into a first heat transfer fluid circulation assembly 21 and a second heat transfer fluid circulation assembly 22, which allow in particular the circulation of heat transfer fluid in two opposite directions within the tube 6.
  • a sealing zone 48 is arranged between the channels participating in forming the first set of circulation 21 and the channels participating in forming the second set of circulation 22.
  • the sealing zone 48 is a solid zone formed in a longitudinal end face 12 of the tube 6.
  • the sealing zone can in particular be placed in the center of the longitudinal end face 12 of the tube according to the transverse dimension.
  • This solid zone can either be formed by the material of the tube, no orifice being dug in the material of this zone, or be obtained by means of a closure device, that is to say a contribution material room, overlapping an orifice opening onto this longitudinal end face.
  • the sealing zone 48 extends over the entire longitudinal dimension of the tube 6, from one longitudinal end face 12 to the other, and for this purpose, a strip of longitudinal material, extending from one end face to the other, is not pierced by a circulation channel.
  • the sealing zone 48 extends only over the longitudinal end face(s) 12 of the tube.
  • Channels 8 extend at regular intervals over the entire transverse dimension of the tube, and a plug covers a channel on one end face, or a plate covers the end of several neighboring channels.
  • each circulation assembly 21, 22 comprises a transverse alignment of several longitudinal circulation channels 8 arranged in parallel with respect to each other.
  • the transverse alignment of the channels of the first set of circulation can in particular be confused with the transverse alignment of the channels of the second set of circulation.
  • the sealing zone 48 is arranged on the transverse alignment of each of the circulation assemblies.
  • sealing zone 48 and the walls 50 delimiting neighboring channels 8 of the same circulation assembly.
  • the sealing zone must in particular be large enough to serve as a support surface for the central wall 46 of the corresponding collection box 10 .
  • the sealing zone 48 extends between the two circulation assemblies 21, 22 over a transverse dimension at least equal to the corresponding transverse dimension of a longitudinal channel of one of the two circulation assemblies.
  • FIG. 9 A variant embodiment of the invention is illustrated in FIG. 9, which differs from what has been previously described in that there are additionally provided fastening means 52 to make it possible to ensure the position of the connecting sleeves brought into direct cooperation with each other.
  • connection sleeves 18 of a pair of connection sleeves of the thermal regulation device comprises a slot 54 passing through the thickness of this sleeve from the internal face 30 to the external face 28, and the fixing means comprise, in addition to this light, a fixing clip 56 capable of being inserted into the light once this sleeve is in direct cooperation with the connection sleeve of a neighboring thermal regulation device.
  • the fixing clip 56 is sized so that a branch 58 passing through the slot 54 faces an abutment surface formed in the connecting sleeve of the neighboring thermal regulation device.
  • the branch 58 of the clip can be housed in a groove formed in the external face of the connection sleeve of the neighboring thermal regulation device.
  • thermal regulation device comprises two distinct tubes which are connected by the same header box, instead of a single tube as previously described.
  • Such an embodiment can in particular make it possible to ensure that the heat transfer fluid circulates distinctly in each circulation channel, by simplifying the problem of sealing between the collection chambers within the collection box and the circulation channels.
  • this alternative embodiment allows direct cooperation of the connection sleeves, as illustrated in FIG. 10, without any intermediate part between the connection sleeves other than the seal.
  • Figure io makes visible for this alternative embodiment the positioning of the fixing clip 56 passed through the slot 54 to be housed in a notch.
  • FIGs 11 and 12 illustrate alternative embodiments of the tube, as previously described with reference to Figure 8.
  • the tube 6 differs from what was previously described in that the transverse dimension of the sealing zone 48 is larger. More particularly, the transverse dimension of the sealing zone can be equal to at least twice the vertical dimension of a channel 8 for the circulation of heat transfer fluid.
  • the vertical dimension is a compromise between a surface large enough to ensure sealing and a surface that does not strongly impact the quantity of heat transfer fluid that can circulate in a circulation assembly within the tube.
  • the tube 6 differs from what has been previously described in that the thickness of the sealing zone 48, that is to say a transverse dimension perpendicular to the vertical dimensions and longitudinal of the tube, is reduced compared to the transverse dimension of the tube of the tube. This allows a lightening of the tube by removal of material, in an area where it is not advantageous in terms of heat exchange to have contact with the electrical energy storage devices since no heat transfer fluid circulates in this sealing area.
  • the invention as it has just been described makes it possible to meet the objectives it had set itself, namely to propose an electrical energy storage device, in which thermal regulation devices, arranged respectively between two rows of cells of the storage device, can be easily connected to form a sealed heat transfer fluid circulation assembly.
  • thermal regulation devices arranged respectively between two rows of cells of the storage device, can be easily connected to form a sealed heat transfer fluid circulation assembly.
  • the size of the electrical energy storage device can thus easily be increased without this involving a multiplication of assembly operations.
  • the invention cannot however be limited to the means and configurations described and illustrated here, and it also extends to any equivalent means or configuration and to any technical combination operating such means.
  • the shapes of the sleeves can vary when the sleeves for connecting one thermal regulation device to another can cooperate directly with each other.

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Abstract

L'invention a pour objet principal un dispositif de régulation thermique (4) pour le refroidissement d'organes de stockage d'énergie électrique (2), le dispositif de régulation thermique (4) comportant un tube (6) configuré pour être au contact des organes de stockage d'énergie électrique et comportant au moins un canal de circulation (8) de fluide caloporteur, une boîte de collecte (10) disposée à une extrémité du tube (6) et comportant des chambres de collecte (26) communiquant fluidiquement avec l'au moins un canal de circulation (8) du tube (6), et au moins deux manchons de raccordement (18, 18a, 18b) disposés de part et d'autre de la boîte de collecte (10) et configurés pour communiquer avec la même chambre de collecte (26), les manchons de raccordement (18, 18a, 18b) présentant des formes distinctes l'un par rapport à l'autre.

Description

DESCRIPTION
Titre : Dispositif de régulation thermique pour le refroidissement d’organes de stockage d’énergie électrique.
Le domaine de la présente invention est celui des dispositifs de régulation thermique. La présente invention concerne plus particulièrement les moyens mis en œuvre pour refroidir les organes de stockage d’énergie électrique équipant de tels véhicules.
Il est connu de nos jours d’équiper des véhicules électriques, thermiques ou hybrides d’organes de stockage d’énergie électrique permettant une alimentation électrique des différents éléments du véhicule. Ces organes de stockage d’énergie électrique sont généralement composés de cellules de stockage d’énergie électrique positionnées dans un pack-batterie.
Les constructeurs automobiles cherchent aujourd’hui à fournir des véhicules électriques ou hybrides plus puissants, et dont l’autonomie électrique est augmentée. Pour cela, de plus en plus de packs-batterie, et/ou des packs-batterie de plus en plus grand, sont installés sur ces véhicules électriques ou hybrides. Il est connu d’installer l’ensemble ou au moins une partie de ces packs-batterie au niveau du plancher du véhicule, sensiblement sur toute la largeur du véhicule.
On comprend que, lors du fonctionnement du véhicule, les packs-batterie peuvent dégager une quantité de chaleur importante et dès lors être soumis à des hausses de température pouvant provoquer dans certains cas leur endommagement, voire leur destruction. Par conséquence, leur refroidissement est essentiel afin de les maintenir en bon état et d’assurer ainsi la fiabilité, l’autonomie et la performance du véhicule. Par ailleurs, le fonctionnement des packs-batterie peut être moins efficace en cas de basses températures, les composants électriques ou électroniques équipant ces packs-batterie ayant alors besoin d’un temps de montée en température avant de fonctionner à plein rendement.
Pour ce faire, un ou plusieurs dispositifs de régulation thermique destinés à réguler la température des packs-batterie sont mis en œuvre pour assurer les fonctions de chauffage et/ou de refroidissement des composants électriques ou électroniques à l’intérieur de ces packs-batteries et ainsi optimiser le fonctionnement des différents composants.
Ces dispositifs de régulation thermique sont généralement parcourus par un fluide caloporteur qui peut selon les besoins soit absorber la chaleur émise par chaque pack-batterie afin de le refroidir soit apporter de la chaleur si la température du pack-batterie est insuffisante pour son bon fonctionnement.
Il est notamment connu, dans des pack-batterie où des cellules de stockage d’énergie électrique sont disposées verticalement les unes à côté des autres de manière à former une pluralité de rangées successives de cellules, d’avoir des dispositifs de régulation thermique présentant un tube disposé entre deux rangées de cellules et au sein de laquelle du fluide caloporteur est apte à circuler. Le contact entre le tube et les cellules permet une évacuation, ou un apport, de calories via le fluide caloporteur. Pour gérer l’arrivée et l’évacuation du fluide caloporteur, une boîte de collecte de fluide est disposée à une extrémité du tube et des conduits d’arrivée et de sortie de fluide caloporteur sont raccordés à cette boîte de collecte. Plus particulièrement, lorsque plusieurs dispositifs de régulation thermique sont disposés en parallèle pour être respectivement insérés entre deux rangées de cellules, et que les conduits doivent être raccordés successivement à chaque boîte de collecte des dispositifs de régulation thermique, il est connu de former respectivement le conduit d’arrivée et le conduit de sortie de fluide caloporteur par une succession de portions tubulaires parmi lesquelles des manchons solidaires de chaque boîte de collecte et des moyens additionnels de raccordement interposés entre les manchons pour les fixer les uns aux autres et permettre un passage étanche de fluide caloporteur au sein de chacune des portions tubulaires. La dimension des packs-batterie doit être de plus en plus grande pour répondre aux besoins d’énergie électrique de plus en plus importants des véhicules électriques ou hybrides modernes, et le nombre de rangées de cellules, et donc le nombre de tubes interposés entre ces rangées de cellule pour réaliser la régulation thermique doit être de plus en plus grand. Il en résulte que le raccordement des conduits aux différentes boîtes de collecte peut être fastidieux du fait du grand nombre de pièces à assembler les unes aux autres. Par ailleurs, la multiplication du nombre de pièces et de leurs tolérances de fabrication respectives implique des jeux d’assemblage plus grands et une complexité accrue pour la réalisation de cet assemblage.
Dans ce contexte, la présente invention propose une alternative aux dispositifs existants en ayant pour objet un dispositif de régulation thermique pour le refroidissement d’organes de stockage d’énergie électrique, le dispositif de régulation thermique comportant un tube configuré pour être au contact des organes de stockage d’énergie électrique et comportant au moins un canal de circulation de fluide caloporteur, une boîte de collecte disposée à une extrémité du tube et comportant des chambres de collecte communiquant fluidiquement avec l’au moins un canal de circulation du tube, et au moins deux manchons de raccordement disposés de part et d’autre de la boîte de collecte et configurés pour communiquer avec la même chambre de collecte, les manchons de raccordement présentant des formes distinctes l’un par rapport à l’autre. Selon l’invention, la boîte de collecte est donc équipée d’au moins deux manchons de raccordement parmi lesquels un manchon de raccordement d’un premier type et un manchon de raccordement d’un deuxième type. La différence de forme des manchons de raccordement permet, lorsque deux dispositifs de régulation thermique identiques sont assemblés l’un à l’autre pour former partie d’un dispositif de stockage d’énergie électrique à plusieurs rangées d’organes de stockage d’énergie électrique notamment, de faire coopérer un manchon de raccordement d’un premier type associé à un premier dispositif de régulation thermique directement avec un manchon d’un deuxième type associé à un deuxième dispositif de régulation thermique. Avantageusement, on évite ainsi de devoir prévoir un assemblage avec des manchons de raccordement de formes identiques qu’il faut relier par un fourreau additionnel, et on évite ainsi une multiplication des tolérances de fabrication et des défauts d’alignement.
Selon une caractéristique de l’invention, la boîte de collecte et les deux manchons de raccordement forment un ensemble monobloc. Notamment, la boîte de collecte et les manchons de raccordement peuvent être réalisés dans le même matériau, et plus particulièrement en aluminium. De manière additionnelle, la boîte de collecte, les manchons de raccordement et le tube forment un ensemble monobloc.
Selon une caractéristique de l’invention, l’ensemble monobloc formé par au moins la boîte de collecte et les manchons de raccordement est obtenu par une opération de brasage.
Selon une caractéristique de l’invention, un des deux manchons de raccordement, de manière à former un élément mâle, comporte un diamètre externe, au niveau d’une extrémité libre opposée à la boîte de collecte, qui est légèrement inférieur au diamètre interne de l’autre des deux manchons de raccordement au niveau d’une extrémité libre opposée à la boite de collecte, cet autre manchon de raccordement étant destiné à former un élément femelle.
Selon une caractéristique de l’invention, un des deux manchons de raccordement comporte une extrémité libre, à l’opposé de la boîte de collecte, qui présente des dimensions externes inférieures aux dimensions externes correspondantes de ce manchon de raccordement au voisinage de la boîte de collecte, et/ou l’autre des deux manchons de raccordement comporte une extrémité libre, à l’opposé de la boîte de collecte, qui présente des dimensions internes supérieures aux dimensions internes correspondantes de ce manchon de raccordement au voisinage de la boîte de collecte.
En d’autres termes, le dispositif de régulation thermique comporte un manchon de raccordement de premier type qui présente une forme mâle, le cas échéant qui tend à se rétrécir au fur et à mesure de l’éloignement de la boîte de collecte, et un manchon de raccordement de deuxième type qui présente une forme femelle, le cas échéant qui tend à s’élargir au fur et à mesure de l’éloignement de la boîte de collecte dans un sens opposé au sens d’éloignement du manchon de raccordement de premier type, la forme mâle et la forme femelle de ces manchons de raccordement permettant une coopération directe, notamment par emmanchement, entre deux manchons de raccordement de deux dispositifs de régulation thermique voisins. Selon une caractéristique de l’invention, un premier manchon de raccordement associé à la boîte de collecte comporte des moyens de coopération avec un manchon de raccordement d’un premier dispositif de régulation thermique voisin qui sont disposés sur sa face externe et un deuxième manchon de raccordement formant un ensemble monobloc avec la boîte de collecte, disposé à l’opposé du premier manchon de raccordement par rapport à ladite boîte de collecte, comporte des moyens de coopération avec un manchon de raccordement d’un deuxième dispositif de régulation thermique voisin qui sont disposés sur sa face interne.
Selon une caractéristique de l’invention, les moyens de coopération comportent au moins une zone de réception d’un joint d’étanchéité annulaire formant saillie de la face correspondante du premier ou du deuxième manchon de raccordement.
Selon une caractéristique de l’invention, la zone de réception comporte une gorge formée dans l’épaisseur de la face correspondante du premier ou du deuxième manchon de raccordement et dimensionnée pour loger l’au moins un joint d’étanchéité annulaire.
Selon une caractéristique de l’invention, l’un des manchons de raccordement comporte au moins une lumière traversant l’épaisseur de ce manchon depuis la face interne à la face externe, ladite lumière étant configurée pour recevoir une agrafe de fixation.
Selon une caractéristique de l’invention, le tube comporte deux ensembles de canaux de circulation distincts et la boîte de collecte comporte deux chambres de collecte communiquant fluidiquement respectivement avec l’un des ensembles de canaux de circulation du tube, deux paires de manchons de raccordement étant disposées, avec un manchon de raccordement de part et d’autre de la boîte de collecte, pour communiquer avec chacune des chambre de collecte, les paires de manchons de raccordement étant configurés de telle sorte qu’un manchon de raccordement d’une première paire de manchons de raccordement disposé d’un premier côté de la boîte de collecte présente une forme et des dimensions identiques à celles d’un manchon de raccordement de la deuxième paire de manchons de raccordement disposé du deuxième côté de la boîte de collecte. L’invention concerne également un dispositif de stockage d’énergie électrique pour un véhicule électrique ou hybride, comprenant plusieurs ensembles d’organes de stockage d’énergie électrique et plusieurs dispositifs de régulation thermique tels que précédemment évoqués, chaque dispositif de régulation thermique étant agencé entre deux ensembles d’organes de stockage d’énergie électrique, deux dispositifs de régulation thermique voisins étant configurés pour être reliés de manière étanche par coopération directe d’un manchon de raccordement d’un premier dispositif de régulation thermique, équipé d’un joint d’étanchéité, avec un manchon de raccordement d’un deuxième dispositif de régulation thermique.
L’invention concerne également un procédé d’assemblage d’un dispositif de stockage d’énergie électrique selon la revendication précédente, au cours duquel on dépose des organes de stockage d’énergie électrique contre un tube d’un premier dispositif de régulation thermique puis on dépose un tube d’un deuxième dispositif de régulation thermique contre les organes de stockage d’énergie électrique précédemment déposés, en insérant les manchons de raccordement associés à ce tube du deuxième dispositif et disposés d’un côté de la boite de collecte du deuxième dispositif directement dans les manchons de raccordement associés au tube du premier dispositif et disposés d’un côté de la boite de collecte du premier dispositif.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
[Fig. î] est une représentation en perspective d’un pack-batteries dans son ensemble équipé de plusieurs organes de stockage d’énergie électrique et d’une pluralité de dispositifs de régulation thermique selon l’invention ;
[Fig. 2] est une vue de détail de plusieurs organes de stockage d’énergie électrique et d’une extrémité de plusieurs dispositifs de régulation thermique, vus sur la figure 1 ; [Fig. 3] est une représentation en perspective d’un dispositif de régulation thermique selon un premier mode de réalisation sur laquelle la circulation du fluide caloporteur destiné à circuler dans ce dispositif a été représenté par des flèches en traits pleins ; [Fig. 4] est une représentation en perspective d’un dispositif de régulation thermique selon un deuxième mode de réalisation sur laquelle la circulation du fluide caloporteur destiné à circuler dans ce dispositif a été représenté par des flèches en traits pleins ;
[Fig. 5] est une représentation en perspective d’une extrémité d’un dispositif de régulation thermique, rendant visible une boîte de distribution et des manchons de raccordement s’étendant en saillie de part et d’autre de cette boîte ;
[Fig. 6] est une vue en coupe de deux dispositifs de régulation thermique voisins, rendant notamment visible la coopération entre des manchons de raccordement réalisés d’un seul tenant avec la boîte de distribution formée à l’extrémité du dispositif de régulation thermique correspondant ;
[Fig. 7] est une représentation schématique représentation en perspective, similaire à celle de la figure 3, dans laquelle la boîte de distribution a été représentée partiellement pour rendre visible sa structure interne et pour rendre visible la structure interne du tube à une extrémité duquel est fixée la boîte de distribution ;
[Fig. 8] est une vue en perspective du tube de la figure 5 ;
[Fig. 9] est une représentation en perspective, selon un angle de perspective similaire à celui de la figure 3, illustrant une première variante de réalisation de l’invention ; [Fig. 10] est une vue en coupe de deux dispositifs de régulation thermique voisins, dans un plan de coupe similaire à celui de la figure 4, illustrant la variante de réalisation de la figure 7 ; [Fig. il] est une vue en coupe d’un tube selon une première alternative de réalisation de l’invention ;
[Fig. 12] est une vue en coupe d’un tube selon une deuxième alternative de réalisation de l’invention ; [Fig. 13] est une représentation en perspective, selon un angle de perspective similaire à celui de la figure 9, illustrant une deuxième variante de réalisation de l’invention.
Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
Dans la description qui va suivre, les dénominations « longitudinale »,
« transversale » et « verticale » se réfèrent à l’orientation d’un dispositif de régulation thermique selon l’invention. Une direction longitudinale correspond à une direction d’extension principale d’un dispositif de régulation thermique et une direction transversale correspond à une direction sensiblement perpendiculaire à un plan d’extension principal d’un dispositif de régulation thermique et à une direction d’extension principale d’un manchon de raccordement hydraulique du dispositif de régulation thermique, cette direction transversale étant perpendiculaire à l’axe longitudinal L. Enfin, une direction verticale est perpendiculaire à la direction longitudinale et à la direction transversale.
Un dispositif de stockage d’énergie électrique 1 selon un aspect de l’invention, notamment prévu pour équiper un véhicule électrique ou hybride, comporte plusieurs ensembles d’organes de stockage d’énergie électrique 2, également appelés par la suite cellules de stockage d’énergie électrique, et plusieurs dispositifs de régulation thermique 4 agencés à proximité de ces cellules pour permettre un échange thermique entre eux.
Les organes de stockage d’énergie électrique présentent notamment la forme de cellules cylindriques, ici à section circulaire, disposées verticalement, c’est-à-dire perpendiculairement au plan longitudinal et transversal dans lequel s’inscrit principalement le dispositif de stockage d’énergie électrique.
Les organes de stockage d’énergie électrique 2 sont notamment disposés en rangées 3 successives, parallèles les unes aux autres, et chaque rangée, ou ensemble d’organes de stockage d’énergie électrique, s’étend principalement longitudinalement.
Des dispositifs de régulation thermique 4 sont disposés entre deux rangées 3 d’organes de stockage d’énergie électrique voisines, avec notamment un tube 6 qui est configuré pour être au contact des organes de stockage d’énergie électrique 2 de ces deux rangées 3 voisines.
Dans l’exemple illustré, les rangées 3 sont disposées en quinconce les unes par rapport aux autres, c’est-à-dire avec un décalage longitudinal des organes de stockage d’une rangée par rapport aux organes de stockage de la rangée voisine, ce qui permet d’optimiser l’encombrement du dispositif de stockage d’énergie électrique 1, et les dispositifs de régulation thermique 4 comportent chacun un tube 6 de forme ondulée pour pouvoir être au contact de chacun des organes de stockage d’énergie électrique 2 des deux rangées 3 entre lesquelles ils s’étendent respectivement.
Du fluide caloporteur est destiné à circuler à l’intérieur de ce tube 6 de forme ondulée pour pouvoir échanger des calories avec les organes de stockage d’énergie électrique 2, via la paroi conductrice de chaleur du tube. Notamment, lorsque les organes de stockage d’énergie électrique 2 doivent être refroidis suite à une montée en température lors de leur fonctionnement, le fluide caloporteur est destiné à récupérer les calories et à les évacuer hors du dispositif de stockage d’énergie électrique 1.
Chaque dispositif de régulation thermique 4 comporte, pour permettre cet échange de calories, le tube 6 précédemment évoqué, ici de forme ondulé, au sein duquel est formé au moins un canal de circulation 8 de fluide caloporteur, et au moins une boîte de collecte îo qui est disposée à une extrémité longitudinale 12 du tube 6 et qui a pour vocation de collecter le fluide depuis un conduit d’arrivée 14 de fluide caloporteur et de le distribuer dans le ou les canaux de circulation 8 au sein du tube 6 et/ou pour vocation de collecter le fluide caloporteur en sortie du tube 6 et de le diriger dans un conduit d’évacuation 16 de fluide caloporteur .
En d’autres termes, le fluide caloporteur est destiné à circuler dans le conduit d’arrivée, et à chaque boîte de collecte rencontrée par le conduit d’arrivée, une portion de fluide caloporteur est dirigée vers cette boîte de collecte et le dispositif de régulation thermique associé et une autre portion de fluide caloporteur est dirigée à travers la suite du conduit d’arrivée pour alimenter la boîte de collecte suivante.
Selon l’invention, le conduit d’arrivée 14 de fluide caloporteur et le conduit d’évacuation 16 de fluide caloporteur sont formés par la coopération directe de manchons de raccordement 18 solidaires de deux boîtes de collecte 10 voisines, sans qu’il y ait de dispositifs intermédiaires agencés entre ces manchons de raccordement 18, étant entendu le cas échéant qu’un joint d’étanchéité peut être porté par l’un des manchons de raccordement et être en appui sur l’autre manchon de raccordement au niveau de la zone de raccordement direct entre les manchons.
Les caractéristiques relatives aux manchons de raccordement 18 permettant notamment la coopération directe telle qu’évoquée seront décrits plus en détails ci- après.
Il peut toutefois être constaté à ce stade de la description, en fonction des illustrations des figures 1 et 2, que deux manchons de raccordement 18 s’étendent de part et d’autre d’une boîte de collecte 10 pour former une paire 19, et que les deux manchons de raccordement 18 de cette paire présentent une forme différente l’un de l’autre, de manière à permettre au manchon d’un premier type 18a associé à une première boîte de collecte 10 d’être raccordé directement à un manchon du deuxième type 18b associé à une deuxième boîte de collecte 10, sans qu’il soit nécessaire de prévoir des moyens de raccordement additionnels. Par ailleurs, il peut être noté que chaque ensemble formé par une boîte de collecte 10 et ses manchons de raccordement 18 est identique d’un dispositif de régulation thermique 4 à l’autre.
La figure 3 illustre un premier mode de réalisation du dispositif de régulation thermique selon l’invention, dans la circulation du fluide est dite en U, c’est-à dire avec la même portion de fluide caloporteur qui circule dans les deux sens au sein du tube 6 après être passé dans une boîte de renvoi 20 à une des extrémités longitudinales du tube.
Plus particulièrement, le dispositif de régulation thermique 4 comporte dans ce premier mode de réalisation un tube 6 et à chacune de ses extrémités longitudinales une boîte de collecte 10 et une boîte de renvoi 20.
Le tube 6 comporte plusieurs canaux 8 formés en son sein, répartis en deux ensembles de circulation qui se distinguent en ce qu’une même portion de fluide caloporteur circule dans le premier sens de circulation Si au sein des canaux d’un premier ensemble de circulation 21 et dans un deuxième sens de circulation S2, opposé au premier sens de circulation Si, au sein des canaux d’un deuxième ensemble de circulation 22.
La boîte de collecte 10 disposée à une première extrémité longitudinale 12 du tube est équipée de manchons de raccordement 18 pour permettre l’arrivée et l’évacuation du fluide caloporteur. La boîte de collecte 10 est configurée pour guider le fluide circulant dans les manchons de raccordement 18 participant à former le conduit d’arrivée de fluide caloporteur 14 vers une partie des canaux, ici les canaux du premier ensemble de circulation 21, au sein du tube et pour guider le fluide sortant du tube par l’autre partie des canaux, ici les canaux du deuxième ensemble de circulation 22, dans les manchons de raccordement 18 participant à former le conduit d’évacuation de fluide caloporteur 16.
La boîte de renvoi 20 disposée à une deuxième extrémité longitudinale du tube 6 ne comporte pas de manchons de raccordement et est uniquement reliée fluidiquement au tube 6. La boîte de renvoi 20 est configurée pour guider le fluide circulant dans un sens dans une partie des canaux de circulation vers l’autre partie des canaux de circulation pour qu’il circule dans l’autre sens. Il résulte de cette configuration, tel qu’illustré par les flèches visibles sur la figure 3, une arrivée de fluide caloporteur par un premier manchon de raccordement 18 d’une paire 19, un passage d’une portion de ce fluide caloporteur dans le tube 6 dans un premier sens de circulation Si tandis que l’autre partie de ce fluide caloporteur continue sa route dans le conduit d’arrivée 14 en direction d’un dispositif de régulation thermique 4 voisin, une circulation de fluide caloporteur au sein des canaux du premier ensemble de circulation 21 dans un premier sens de circulation Si au cours de laquelle le fluide caloporteur récupère ou cède des calories avec la surface des cellules au contact du tube 6, au niveau de ses canaux du premier ensemble de circulation 21, un changement de sens dans la boîte de renvoi et un passage dans le tube dans un deuxième sens de circulation S2, avec une circulation de fluide caloporteur au sein cette fois des canaux du deuxième ensemble de circulation 22 dans le deuxième sens de circulation S2 au cours de laquelle le fluide caloporteur récupère ou cède là encore des calories avec la surface des cellules au contact du tube, au niveau de ses canaux du deuxième ensemble de circulation 22, et une sortie de fluide via le deuxième manchon de raccordement 18 de ladite paire 19, qui rejoint du fluide provenant du dispositif de régulation thermique voisin.
La figure 4 illustre un deuxième mode de réalisation du dispositif de régulation thermique 4 selon l’invention, dans la circulation du fluide caloporteur est dite en I, c’est-à dire avec une même portion de fluide caloporteur qui ne circule que dans un sens au sein du tube 6.
Plus particulièrement, le dispositif de régulation thermique 4 comporte dans ce deuxième mode de réalisation un tube 6 et à chacune de ses extrémités longitudinales une boîte de collecte 10.
Là encore, le tube 6 comporte plusieurs canaux 8 formés en son sein, répartis en deux ensembles de circulation qui se distinguent cette fois en ce que deux portions de fluide différentes peuvent circuler distinctement au sein du tube, dans leur ensemble de canaux respectif. Une première portion de fluide caloporteur peut ainsi circuler dans le premier sens de circulation Si au sein des canaux du premier ensemble de circulation 21 et une deuxième portion de fluide caloporteur peut circuler dans un deuxième sens de circulation S2, opposé au premier sens de circulation, au sein des canaux du deuxième ensemble de circulation 22.
Chaque boîte de collecte 10 est ici équipée de manchons de raccordement 18 au sens de l’invention, c’est-à-dire configuré pour pouvoir coopérer directement avec des manchons de raccordement d’une boîte de collecte voisine pour former un conduit d’arrivée 14 et un conduit d’évacuation 16 de fluide caloporteur. Là encore, chaque boîte de collecte 10 est configurée pour guider le fluide caloporteur circulant dans les manchons de raccordement 18 participant à former le conduit d’arrivée de fluide 14 vers une partie des canaux au sein du tube 6 et pour guider le fluide sortant du tube par l’autre partie des canaux dans les manchons de raccordement 18 participant à former le conduit d’évacuation de fluide 16.
Il résulte de cette configuration, tel qu’illustré par les flèches visibles sur la figure 4, deux circuits distincts. Un premier circuit Cl comporte une arrivée de fluide par un premier manchon d’une première boîte de collecte, un passage d’une partie de ce fluide dans le tube dans un premier sens de circulation tandis que l’autre partie de ce fluide continue sa route dans le conduit d’amenée en direction d’un dispositif de régulation thermique voisin, et une sortie du fluide via un premier manchon de la deuxième boîte de collecte après avoir traversé le tube, pour rejoindre du fluide provenant du dispositif de régulation thermique voisin. Et un deuxième circuit C2 comporte une arrivée de fluide par un deuxième manchon de la deuxième boîte de collecte, un passage d’une partie de ce fluide dans le tube dans un deuxième sens de circulation tandis que l’autre partie de ce fluide continue sa route dans le conduit d’amenée en direction d’un dispositif de régulation thermique voisin, et une sortie du fluide via un deuxième manchon de la première boîte de collecte après avoir traversé le tube, pour rejoindre du fluide provenant du dispositif de régulation thermique voisin.
Dans une alternative ici non représentée, une circulation du fluide caloporteur en I peut être mise en œuvre avec du fluide caloporteur qui ne circule que dans un sens au sein du tube 6, et avec des boîtes de collecte à chaque extrémité du tube qui ne comportent chacune que deux manchons de raccordement. Le fluide caloporteur circule dans le même sens dans chacun des canaux au sein du tube, entre une boîte collectrice formant une boîte collectrice d’alimentation à une extrémité du tube et une autre boîte collectrice formant une boîte collectrice d’évacuation à l’autre extrémité du tube.
On va maintenant décrire plus en détails un dispositif de régulation thermique et une boîte collectrice équipée de manchons de raccordement conformément à l’invention, notamment en référence aux figures 5 à 7. Il convient de noter que la description détaillée de la boîte collectrice qui va suivre peut notamment être appliquée aux deux modes de réalisation du dispositif de régulation thermique précédemment évoqués.
Tel qu’évoqué, le dispositif de régulation thermique 4 comporte un tube 6 comportant au moins un canal de circulation 8 de fluide caloporteur, ici une pluralité de canaux 8 tel que visible sur la figure 7, sur lequel une coque participant à former la boîte de collecte 10 a été retirée pour rendre visible l’intérieur de cette dernière et la présence des canaux dans le tube.
Le tube 6 présente une forme de plaque s’étendant selon une direction principale d’allongement longitudinale, de manière à suivre la direction d’allongement longitudinale de la rangée 3 de cellules avec lesquelles le tube doit être en contact pour réaliser la fonction d’échange thermique.
Plus particulièrement, le tube 6 présente ici une forme ondulée avec une succession de crêtes 26 le long de la direction longitudinale d’allongement du tube, pour pouvoir être au contact de chacune des cellules des rangées 3 entourant le tube 6, ces rangées étant agencées en quinconce. On comprend que les canaux 8 au sein du tube 6 suivent la forme ondulée.
Par ailleurs, une boîte de collecte 10, disposée à une extrémité longitudinale 12 du tube 6, est plus clairement visible sur la figure 5.
Cette boîte de collecte 10 est formée par deux coques 11 rapportées l’une contre l’autre de manière à définir des chambres de collecte 26 de fluide communiquant avec les canaux tel que cela va être décrit ci-après.
Pour amener ou évacuer le fluide caloporteur de ces chambres de collecte 26, des manchons de raccordement 18 sont disposés de part et d’autre de la boîte de collecte 10, en prenant la forme de portions tubulaires creuses permettant de guider la circulation de fluide. Selon une caractéristique de l’invention, la boîte de collecte îo et les deux manchons de raccordement 18 forment un ensemble monobloc, c’est-à-dire un ensemble qui ne peut pas être désassemblé sans entraîner la destruction de l’une et/ou l’autre des parties formant cet ensemble. Cet ensemble monobloc peut notamment être obtenu, préalablement à l’assemblage des dispositifs de régulation thermique 4 au contact des organes de stockage d’énergie électrique 2, par une opération de brasage, étant à noter que l’opération de brasage rendant monobloc la boîte de collecte 10 et les manchons de raccordement 18 peut être faite simultanément à une opération de brasage rendant solidaire le tube à la boite de collecte.
A titre d’exemple non limitatif de l’invention, la boîte de collecte 10 et les manchons de raccordement 18 sont réalisés dans le même matériau, et plus particulièrement en aluminium.
Tel que précédemment évoqué, les manchons de raccordement 19 sont disposés de part et d’autre de la boîte de collecte 10 par paires 19, une paire 19 de manchons de raccordement étant formée par deux manchons de raccordement dont les axes d’allongement, c’est-à-dire l’axe de révolution de la portion tubulaire, sont sensiblement confondus. Le fluide caloporteur peut s’écouler d’un manchon de raccordement à l’autre manchon de raccordement de la même paire, chaque paire 19 formant ainsi une partie d’un conduit d’arrivée 14 ou d’évacuation 16 de fluide caloporteur.
Tel qu’évoqué, selon l’invention, des manchons de raccordement 18 de deux dispositifs de régulation thermique 4 voisins coopèrent directement pour simplifier le processus d’assemblage. La figure 6 illustre notamment l’emboîtement d’un manchon de raccordement d’un dispositif de régulation thermique directement dans un manchon de raccordement d’un dispositif de régulation thermique voisin. Afin de permettre cette coopération directe, un manchon de raccordement 18 d’une paire 19 est configuré comme un élément mâle et forme un manchon d’un premier type 18a et l’autre manchon de raccordement 18 de cette paire 19 est configuré comme un élément femelle et forme un manchon d’un deuxième type 18b. L’assemblage de deux dispositifs de régulation thermique voisins entre eux est réalisé en faisant coopérer un manchon de raccordement du premier type 18a, ou manchon mâle, associé à l’un des dispositifs de régulation thermique, et un manchon de raccordement du deuxième type 18b, ou manchon femelle, associé à l’autre des dispositifs de régulation thermique. En d’autres termes, les manchons de raccordement d’une même paire présentent des formes distinctes l’un par rapport à l’autre pour permettre une coopération directe sans intermédiaire entre deux manchons de raccordement appartenant à deux dispositifs de régulation thermique voisins, dans un contexte où les dispositifs de régulation thermique présentent des formes identiques d’un dispositif à l’autre.
Plus particulièrement, un manchon de raccordement du premier type 18a comporte un diamètre externe, et notamment au niveau d’une extrémité libre 180a opposée à la boîte de collecte îo, dont la valeur Di est légèrement inférieure à la valeur Ü2 du diamètre interne d’un manchon de raccordement du deuxième type 18b, et notamment au niveau d’une extrémité libre 180b opposée à la boite de collecte. II convient de comprendre que le diamètre externe d’un manchon de raccordement de premier type, c’est-à-dire un élément mâle destiné à être inséré à l’intérieur d’un élément femelle, est considéré comme légèrement inférieur au diamètre interne d’un manchon de raccordement de deuxième type dès lors qu’il permet une insertion par emmanchement de l’élément mâle dans l’élément femelle. Tel que cela est illustré notamment sur la figure 5, en considérant une paire 19 de manchons de raccordement, le manchon de raccordement du premier type 18a comporte une extrémité libre, à l’opposé de la boîte de collecte 10, qui peut présenter des dimensions externes inférieures aux dimensions externes correspondantes de ce manchon de raccordement au voisinage de la boîte de collecte, de manière à présenter une forme mâle tendant à se rétrécir au fur à mesure de l’éloignement de la boîte de collecte, tandis que le manchon de raccordement du deuxième type 18b comporte une extrémité libre, à l’opposé de la boîte de collecte 10, qui peut présenter des dimensions internes supérieures aux dimensions internes correspondantes de ce manchon de raccordement au voisinage de la boîte de collecte, de manière à présenter une forme femelle tendant à s’élargir au fur à mesure de l’éloignement de la boîte de collecte. Dans une variante illustrée sur la figure 13, les manchons de raccordement 18a,
18b forment une portion tubulaire de dimensions sensiblement constante depuis la boîte de collecte jusqu’à leur extrémité libre 180a, 180b, avec l’un des manchons de raccordement, formant le manchon mâle, qui présente une face externe 28 dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre de la face interne 30 de l’autre manchon de raccordement, formant le manchon femelle.
Quelle que soit la variante de réalisation, un premier manchon de raccordement mâle associé à la boîte de collecte comporte des moyens de coopération avec un manchon de raccordement femelle d’un premier dispositif de régulation thermique voisin qui sont disposés sur sa face externe 28 et un deuxième manchon de raccordement femelle, disposé à l’opposé du premier manchon de raccordement mâle par rapport à ladite boîte de collecte, comporte des moyens de coopération avec un manchon de raccordement mâle d’un deuxième dispositif de régulation thermique voisin qui sont disposés sur sa face interne 30.
La forme de chacun de ces manchons participe à former des moyens de coopération 32 des manchons de raccordement entre eux, avec une zone de la face interne 30 d’un manchon de raccordement femelle 18b qui est dimensionnée et conformée pour être au contact d’une zone de la face externe 28 d’un manchon de raccordement mâle 18a.
Par ailleurs, au niveau des faces interne 30 et externe 28 des manchons de raccordement destinées à être en contact avec une surface correspondante d’un autre manchon et formant ces moyens de coopération 32, une zone de réception 34 d’un joint d’étanchéité annulaire 36 est ménagée. Ce joint d’étanchéité annulaire 36 forme saillie de la face correspondante du manchon de raccordement du premier ou du deuxième type 18a, 18b. Dans l’exemple illustré, le joint d’étanchéité annulaire 36 forme saillie de la face externe 28 du manchon de raccordement mâle, mais il sera compris qu’il pourrait être associée à un manchon de raccordement femelle et former saillie de la face interne 30 de ce dernier.
Tel que cela est notamment visible sur la figure 6, la zone de réception 34 du joint d’étanchéité annulaire 36 peut comporter une gorge 38 formée dans l’épaisseur de la face correspondante du manchon de raccordement et dimensionnée pour loger l’au moins un joint d’étanchéité annulaire 36. Tel qu’évoqué, deux manchons de raccordement forment une paire 19 en étant alignés et disposés de part et d’autre de la boîte de collecte 10. Dans le mode de réalisation illustré, le dispositif de régulation thermique 4 est tel que deux paires 19 de manchons de raccordement sont solidaires de la boîte de collecte 10, en formant là encore un ensemble monobloc, avec pour chaque paire un manchon de raccordement disposé de part et d’autre de la boîte de collecte. De la sorte, chaque paire 19 de manchons de raccordement peut communiquer avec l’une des chambres de collecte 10.
Dans ce contexte de chambre de collecte avec deux paires de manchons de raccordement, et tel qu’illustré sur la figure 5 notamment, un manchon de raccordement d’une première paire de manchons de raccordement disposé d’un premier côté de la boîte de collecte 10 présente une forme et des dimensions identiques à celles d’un manchon de raccordement de la deuxième paire de manchons de raccordement disposé du deuxième côté de la boîte de collecte 10.
De la sorte et tel que cela est visible sur la figure 6, la coopération directe des manchons de raccordement dans l’exemple illustré avec deux paires de manchons de raccordement participe à créer deux conduits parallèles, à savoir le conduit d’arrivée de fluide caloporteur 14 et le conduit d’évacuation de fluide caloporteur 16.
La figure 7 rend particulièrement visible le fait que la boîte de collecte 10 du dispositif de régulation thermique 4 comporte en son sein des chambres de collecte 26 communiquant fluidiquement respectivement avec au moins un des canaux de circulation 8 formés au sein du tube, et plus particulièrement un des ensembles de circulation 21, 22 formés par plusieurs canaux.
La boite de collecte 10 est ici formée par deux coques 11 rapportées et fixées l’une contre l’autre, avec des moyens de fixation en périphérie des coques. Au moins une coque comporte des pattes d’accrochage 40 qui permettent un maintien des coques entre elles avant une opération de brasage figeant la position des coques et la tenue de la boite de collecte.
Chaque coque 11 présente deux creux 42 formés par déformation de la coque et une nervure 44 disposée entre les deux creux. On comprend que lorsque les coques sont fixées l’une à l’autre, les creux 42 de chaque coque 11 sont disposés en regard pour former les chambres de collecte 26 précédemment évoquées et les nervures 44 de chaque coque 11 sont au contact l’une de l’autre pour former une paroi centrale 46 qui délimite et sépare l’une de l’autre les chambres de collecte 26.
Cette paroi centrale 46 est destinée à être au contact d’une surface pleine du tube formant zone d’étanchéité 48, dépourvue de canaux de circulation, afin d’assurer un contact étanche et d’éviter qu’au sein de la boîte de collecte, du fluide présent dans une première chambre de collecte ne se déverse dans l’autre chambre de collecte, ou dans des canaux qui ne doivent pas être reliés à cette première chambre de collecte.
Chaque creux 42 est défini par une paroi de fond 41 qui est percée d’un orifice 43 sensiblement en son centre. Cet orifice permet un passage de fluide entre la chambre de collecte 26 formée par le creux et un manchon de raccordement 18 de la paire de manchons de raccordement débouchant dans cette chambre de collecte 26.
Chaque coque 11 est équipée de deux manchons de raccordement 18a, 18b qui débouchent respectivement dans l’un des deux creux 42 formés dans cette coque 11.
En d’autres termes, les manchons de raccordement sont configurés pour communiquer chacun avec une chambre de collecte, et on comprend que les manchons disposés de part et d’autre de la boîte de collecte sont configurés pour communiquer avec une même chambre de collecte.
On va maintenant décrire un procédé d’assemblage d’un dispositif de stockage d’énergie électrique 1 tel qu’il a pu être décrit précédemment.
Les dispositifs de régulation thermique sont préalablement préparés par brasage d’une boite collectrice, de manchons de raccordement et d’un tube, de manière à former un ensemble monobloc. Un joint d’étanchéité est ensuite rapporté, après cette opération de brasage, sur un des manchons de raccordement d’une paire de manchons raccordement solidaires d’une boîte collectrice.
Le procédé est particulier selon l’invention en ce qu’il comporte au moins une première étape au cours de laquelle on dépose des organes de stockage d’énergie électrique 2 contre un tube 6 d’un premier dispositif de régulation thermique 4. Pendant cette étape, il peut notamment être réalisé une étape de dépose de colle contre la face du tube destinée à être au contact des organes de stockage d’énergie électrique.
Dans un deuxième temps, on dépose un tube 6 d’un deuxième dispositif de régulation thermique contre les organes de stockage d’énergie électrique 2 précédemment déposés. La pression exercée contre les organes de stockage d’énergie électrique participe à plaquer ceux-ci contre le premier tube et assure le collage entre ce premier tube et les organes de stockage d’énergie électrique.
Dans le même temps, les manchons de raccordement 18 associés à ce tube 6 du deuxième dispositif de régulation thermique 4 et disposés d’un côté de la boite de collecte 10 de ce deuxième dispositif sont insérées directement dans les manchons de raccordement 18 associés au tube du premier dispositif et disposés d’un côté de la boite de collecte du premier dispositif tourné vers le deuxième dispositif.
La figure 8 rend particulièrement visible un tube 6 d’un dispositif de régulation thermique 4 pour le refroidissement d’organes de stockage d’énergie électrique, le tube s’étendant selon une direction d’allongement principale longitudinale selon l’orientation précédemment évoquée.
Le tube 6 est configuré de manière à comporter une pluralité de canaux 8 longitudinaux de circulation de fluide caloporteur formés les uns à côté des autres dans la matière à l’intérieur du tube. Dans l’exemple illustré sur la figure 8, ces canaux présentent une section de passage rectangulaire, sans que cela soit limitatif de l’invention. Les canaux sont traversants, de sorte qu’ils débouchent sur chaque face d’extrémité longitudinale 12 du tube 6. Tel qu’évoqué précédemment, les canaux de circulation longitudinaux 8 sont répartis en un premier ensemble de circulation de fluide caloporteur 21 et un deuxième ensemble de circulation de fluide caloporteur 22, qui permettent notamment la circulation de fluide caloporteur en deux sens opposés au sein du tube 6.
Tel que cela a été précédemment évoqué, sur au moins une face d’extrémité longitudinale 12 du tube 6, une zone d’étanchéité 48 est disposée entre les canaux participant à former le premier ensemble de circulation 21 et les canaux participant à former le deuxième ensemble de circulation 22.
La zone d’étanchéité 48 est une zone pleine formée dans une face d’extrémité longitudinale 12 du tube 6. La zone d’étanchéité peut notamment être disposée au centre de la face d’extrémité longitudinale 12 du tube selon la dimension transversale.
Cette zone pleine peut soit être formée par la matière du tube, aucun orifice n’étant creusé dans la matière de cette zone, soit être obtenue par l’intermédiaire d’un dispositif d’obturation, c’est-à-dire un apport local de matière, en recouvrement d’un orifice débouchant sur cette face d’extrémité longitudinale.
Dans le premier cas, la zone d’étanchéité 48 s’étend sur toute la dimension longitudinale du tube 6, d’une face d’extrémité longitudinale 12 à l’autre, et à cet effet, une bande de matière longitudinale, s’étendant d’une face d’extrémité à l’autre, n’est pas percée par un canal de circulation.
Dans le deuxième cas, la zone d’étanchéité 48 s’étend uniquement sur la ou les faces d’extrémité longitudinales 12 du tube. Des canaux 8 s’étendent à intervalles réguliers sur toute la dimension transversale du tube, et un bouchon recouvre un canal sur une face d’extrémité, ou bien une plaque recouvre l’extrémité de plusieurs canaux voisins.
De manière plus détaillée, chaque ensemble de circulation 21, 22 comporte un alignement transversal de plusieurs canaux de circulation 8 longitudinaux disposés en parallèle les uns par rapport aux autres. L’alignement transversal des canaux du premier ensemble de circulation peut notamment être confondu avec l’alignement transversal des canaux du deuxième ensemble de circulation. La zone d’étanchéité 48 est disposée sur l’alignement transversal de chacun des ensembles de circulation.
Il convient de distinguer la zone d’étanchéité 48 et les parois 50 délimitant des canaux 8 voisins d’un même ensemble de circulation. La zone d’étanchéité doit notamment être suffisamment grande pour servir de surface d’appui à la paroi centrale 46 de la boîte de collecte 10 correspondante. Plus particulièrement, la zone d’étanchéité 48 s’étend entre les deux ensembles de circulation 21, 22 sur une dimension transversale au moins égale à la dimension transversale correspondante d’un canal longitudinal d’un des deux ensembles de circulation. Une variante de réalisation de l’invention est illustrée sur la figure 9, qui diffère de ce qui a été précédemment décrit en ce qu’il est prévu de manière additionnelle des moyens de fixation 52 pour permettre d’assurer la position des manchons de raccordement amenés à coopérer directement l’un avec l’autre.
Dans cette variante, un des manchons de raccordement 18 d’une paire de manchons de raccordement du dispositif de régulation thermique comporte une lumière 54 traversant l’épaisseur de ce manchon de la face interne 30 à la face externe 28, et les moyens de fixation comportent, outre cette lumière, une agrafe de fixation 56 apte à être insérée dans la lumière une fois que ce manchon est en coopération directe avec le manchon de raccordement d’un dispositif de régulation thermique voisin.
L’agrafe de fixation 56 est dimensionnée pour qu’une branche 58 passant par la lumière 54 soit en regard d’une surface de butée formée dans le manchon de raccordement du dispositif de régulation thermique voisin. Afin d’assurer la fonction de retenue des moyens de fixation, la branche 58 de l’agrafe peut être logée dans une gorge formée dans la face externe du manchon de raccordement du dispositif de régulation thermique voisin.
Dans l’exemple illustré, deux lumières diamétralement opposées sont formées sur un manchon et l’agrafe de fixation comporte deux branches dimensionnées pour être logées respectivement dans chacune de ces lumières. Une autre différence consiste en ce que le dispositif de régulation thermique comporte deux tubes distincts qui sont reliés par une même boîte collectrice, au lieu d’un unique tube comme précédemment décrit. Une telle réalisation peut notamment permettre de s’assurer que le fluide caloporteur circule distinctement dans chaque canal de circulation, en simplifiant la problématique d’étanchéité entre les chambres de collecte au sein de la boîte de collecte et les canaux de circulation. Conformément à l’invention, cette variante de réalisation permet une coopération directe des manchons de raccordement, tel qu’illustré sur la figure îo, sans pièce intermédiaire entre les manchons de raccordement autre que le joint d’étanchéité.
La figure io rend visible pour cette variante de réalisation le positionnement de l’agrafe de fixation 56 passée à travers la lumière 54 pour venir se loger dans une encoche.
Les figures 11 et 12 illustrent des alternatives de réalisation du tube, tel qu’il a été décrit précédemment en référence à la figure 8.
Dans une première alternative, illustrée sur la figure 11, le tube 6 diffère de ce qui a été précédemment décrit en ce que la dimension transversale de la zone d’étanchéité 48 est plus grande. Plus particulièrement, la dimension transversale de la zone d’étanchéité peut être égale à au moins deux fois la dimension verticale d’un canal 8 de circulation de fluide caloporteur. La dimension verticale est un compromis entre une surface suffisamment grande pour assurer l’étanchéité et une surface n’impactant pas fortement la quantité de fluide caloporteur pouvant circuler dans un ensemble de circulation au sein du tube.
Dans une deuxième alternative, illustrée sur la figure 12, le tube 6 diffère de ce qui a été précédemment décrit en ce que l’épaisseur de la zone d’étanchéité 48, c’est-à- dire une dimension transversale perpendiculaire aux dimensions verticale et longitudinale du tube, est réduite par rapport à la dimension transversale du tube du tube. On permet ainsi un allègement du tube par enlèvement de matière, dans une zone où il n’est pas intéressant en termes d’échange thermique d’avoir un contact avec les organes de stockage d’énergie électrique puisqu’aucun fluide caloporteur ne circule dans cette zone d’étanchéité.
L’invention telle qu’elle vient d’être décrite permet bien de répondre aux objectifs qu’elle s’était fixés, à savoir proposer un dispositif de stockage d’énergie électrique, dans lequel des dispositifs de régulation thermique, disposés respectivement entre deux rangées de cellules du dispositif de stockage, peuvent être facilement connectés pour former un ensemble de circulation de fluide caloporteur étanche. Cela est possible grâce à la réalisation d’un dispositif de régulation thermique comportant des manchons de raccordement configurés pour permettre une coopération directe entre des manchons de raccordement de dispositifs de régulation thermique voisins.
La dimension du dispositif de stockage d’énergie électrique peut ainsi facilement être augmentée sans que cela implique une multiplication des opérations d’assemblage.
L’invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici, et elle s’étend également à tout moyen ou configuration équivalents et à toute combinaison technique opérant de tels moyens. A titre d’exemple non limitatif, et tel que cela a pu être évoqué précédemment, les formes des manchons peuvent varier dès lors que les manchons de raccordement d’un dispositif de régulation thermique à l’autre peuvent coopérer directement entre eux.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de régulation thermique (4) pour le refroidissement d’organes de stockage d’énergie électrique (2), le dispositif de régulation thermique (4) comportant un tube (6) configuré pour être au contact des organes de stockage d’énergie électrique et comportant au moins un canal de circulation (8) de fluide caloporteur, une boîte de collecte (10) disposée à une extrémité du tube (6) et comportant des chambres de collecte (26) communiquant fluidiquement avec l’au moins un canal de circulation (8) du tube (6), et au moins deux manchons de raccordement (18, 18a, 18b) disposés de part et d’autre de la boîte de collecte (10) et configurés pour communiquer avec la même chambre de collecte (26), les manchons de raccordement (18, 18a, 18b) présentant des formes distinctes l’un par rapport à l’autre.
2. Dispositif de régulation thermique (4) selon la revendication 1, dans lequel la boîte de collecte (10) et les deux manchons de raccordement (18, 18a, 18b) forment un ensemble monobloc.
3. Dispositif de régulation thermique (4) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un des deux manchons de raccordement (18, 18a), de manière à former un élément mâle, comporte un diamètre externe (Di), au niveau d’une extrémité libre (180a) opposée à la boîte de collecte (10), qui est légèrement inférieur au diamètre interne (D2) de l’autre des deux manchons de raccordement (18, 18b) au niveau d’une extrémité libre (180b) opposée à la boite de collecte, cet autre manchon de raccordement étant destiné à former un élément femelle.
4. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel un des deux manchons de raccordement (18, 18a) comporte une extrémité libre, à l’opposé de la boîte de collecte (10), qui présente des dimensions externes inférieures aux dimensions externes correspondantes de ce manchon de raccordement (18, 18a) au voisinage de la boîte de collecte (10), et/ou dans lequel l’autre des deux manchons de raccordement (18, 18b) comporte une extrémité libre, à l’opposé de la boîte de collecte (10), qui présente des dimensions internes supérieures aux dimensions internes correspondantes de ce manchon de raccordement (18, 18b) au voisinage de la boîte de collecte (10).
5. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel un premier manchon de raccordement (18, 18a) associé à la boîte de collecte (10) comporte des moyens de coopération (32) avec un manchon de raccordement d’un premier dispositif de régulation thermique voisin qui sont disposés sur sa face externe (28) et dans lequel un deuxième manchon de raccordement (18, 18b) formant un ensemble monobloc avec la boîte de collecte, disposé à l’opposé du premier manchon de raccordement (18, 18a) par rapport à ladite boîte de collecte (10), comporte des moyens de coopération (32) avec un manchon de raccordement d’un deuxième dispositif de régulation thermique voisin qui sont disposés sur sa face interne.
6. Dispositif de régulation thermique (4) selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de coopération (32) comportent au moins une zone de réception (34) d’un joint d’étanchéité annulaire (36) formant saillie de la face correspondante du premier ou du deuxième manchon de raccordement (18, 18a, 18b).
7. Dispositif de régulation thermique (4) selon la revendication précédente, dans lequel la zone de réception (34) comporte une gorge (38) formée dans l’épaisseur de la face correspondante du premier ou du deuxième manchon de raccordement et dimensionnée pour loger l’au moins un joint d’étanchéité annulaire (36).
8. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’un des manchons de raccordement comporte au moins une lumière (54) traversant l’épaisseur de ce manchon depuis la face interne à la face externe, ladite lumière étant configurée pour recevoir une agrafe de fixation (56).
9. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le tube (6) comporte deux ensembles de canaux de circulation distincts (21, 22) et dans lequel la boîte de collecte (10) comporte deux chambres de collecte (26) communiquant fluidiquement respectivement avec l’un des ensembles de canaux de circulation du tube, deux paires (19) de manchons de raccordement (18, 18a, 18b) étant disposées, avec un manchon de raccordement de part et d’autre de la boîte de collecte (10), pour communiquer avec chacune des chambre de collecte (26), les paires de manchons de raccordement étant configurés de telle sorte qu’un manchon de raccordement d’une première paire de manchons de raccordement disposé d’un premier côté de la boîte de collecte présente une forme et des dimensions identiques à celles d’un manchon de raccordement de la deuxième paire de manchons de raccordement disposé du deuxième côté de la boîte de collecte.
10. Dispositif de stockage d’énergie électrique (1) pour un véhicule électrique ou hybride, comprenant plusieurs ensembles d’organes de stockage d’énergie électrique (2) et plusieurs dispositifs de régulation thermique (4) selon l’une des revendications précédentes, chaque dispositif de régulation thermique étant agencé entre deux ensembles d’organes de stockage d’énergie électrique, deux dispositifs de régulation thermique voisins étant configurés pour être reliés de manière étanche par coopération directe d’un manchon de raccordement d’un premier type (18, 18a), respectivement d’un deuxième type (18, 18b), d’un premier dispositif de régulation thermique, équipé d’un joint d’étanchéité, avec un manchon de raccordement d’un deuxième type (18, 18b), respectivement d’un premier type (18, 18a), d’un deuxième dispositif de régulation thermique.
11. Procédé d’assemblage d’un dispositif de stockage d’énergie électrique (1) selon la revendication précédente, au cours duquel :
- on dépose des organes de stockage d’énergie électrique (2) contre un tube (6) d’un premier dispositif de régulation thermique (4),
- on dépose un tube (6) d’un deuxième dispositif de régulation thermique (4) contre les organes de stockage d’énergie électrique (2) précédemment déposés, en insérant les manchons de raccordement (18) associés à ce tube (6) du deuxième dispositif et disposés d’un côté de la boite de collecte (10) du deuxième dispositif directement dans les manchons de raccordement (18) associés au tube (6) du premier dispositif et disposés d’un côté de la boite de collecte (10) du premier dispositif.
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