EP4627275A1 - Plaque de renfort pour un dispositif de régulation thermique - Google Patents

Plaque de renfort pour un dispositif de régulation thermique

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EP4627275A1
EP4627275A1 EP23809677.0A EP23809677A EP4627275A1 EP 4627275 A1 EP4627275 A1 EP 4627275A1 EP 23809677 A EP23809677 A EP 23809677A EP 4627275 A1 EP4627275 A1 EP 4627275A1
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EP
European Patent Office
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plate
lower plate
reinforcing plate
thermal
module
Prior art date
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Pending
Application number
EP23809677.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Herve Bourgeais
Nicolas PAGEARD
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Valeo Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
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    • F28D1/03—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F28D1/035—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other with U-flow or serpentine-flow inside the conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F2225/00—Reinforcing means
    • F28F2225/04—Reinforcing means for conduits

Definitions

  • the present invention relates to a reinforcing plate for a thermal regulation device, in particular a cooling device, in particular for an electrical component capable of releasing heat during its operation, in particular a device for cooling at least one battery or cells vehicle battery, for example a motor vehicle, but also for fixed installations such as, for example, computer servers or wind turbines.
  • the vehicle can be land, sea or air.
  • the invention aims to correct the drawbacks of the prior art by proposing in particular a reinforcing plate configured to be fixed to a thermal regulation device, in particular cooling, for an electrical component capable of releasing heat during its operation. operation, in particular for an electrical energy storage module, this device comprising an upper plate and a lower plate assembled with the upper plate to together form a plurality of circulation channels for a heat transfer fluid, characterized in that the reinforcing plate is arranged on at least a portion of the lower plate.
  • the invention makes it possible to support the mechanical compressive forces exerted on the thermal regulation device while avoiding the use of elastic buffers. In addition, the invention makes it possible to minimize the mass contribution to the vehicle.
  • the invention also has the advantage of offering a solution compatible with different types of thermal regulation devices or of being adapted to the needs of each of these thermal regulation devices.
  • the invention also relates to a thermal module comprising a thermal regulation device, in particular a cooling device, for an electrical component capable of releasing heat during its operation, in particular for an electrical energy storage module, this device comprising an upper plate and a lower plate assembled with the upper plate to together form a plurality of circulation channels for a heat transfer fluid, the module also comprising at least one reinforcing plate as described above.
  • a thermal regulation device in particular a cooling device
  • this device comprising an upper plate and a lower plate assembled with the upper plate to together form a plurality of circulation channels for a heat transfer fluid, the module also comprising at least one reinforcing plate as described above.
  • the reinforcing plate is configured to be in contact with a face of the lower plate opposite to a face of the lower plate in contact with the upper plate.
  • the reinforcing plate may comprise a second section configured to be in contact with a portion of the lower plate devoid of circulation channels.
  • the reinforcing plate comprises at least one rib.
  • the rib comprises a main direction of extension, said direction being arranged in a plane of the reinforcing plate and in a direction secant to the main orientation of the plurality of circulation channels of the portion of the lower plate on which the reinforcing plate is placed, preferably perpendicular to the main orientation of the circulation channels of the portion of the lower plate on which the reinforcing plate is placed.
  • said main orientation of the channels is that of the channels configured to be arranged opposite the first section of the reinforcing plate, said first section comprising at least one rib.
  • the rib is arranged parallel to the plurality of circulation channels of the portion of the lower plate on which the reinforcing plate is arranged.
  • the reinforcing plate comprises an upper surface configured to be in contact with F at least a portion of the lower plate
  • the rib is formed by a cavity extending from the upper surface of the reinforcement plate and perpendicular to the lower plate of the thermal regulation device.
  • the rib can be obtained by stamping the reinforcing plate, thus the reinforcing plate while retaining the robustness provided by the rib makes it possible to optimize the quantity of material necessary to obtain the part.
  • the cavity can comprise a thermal insulator.
  • the rib can be obtained by extrusion or molding of the reinforcing plate.
  • the rib can be made of material and devoid of cavity, that is to say that from a cross-sectional view of the reinforcing plate, the rib would be full of material.
  • the reinforcing plate comprises a plurality of ribs as described previously.
  • the plurality of ribs comprises ribs of different dimensions.
  • At least one rib of distinct dimension from the other ribs can be arranged on a periphery of the reinforcing plate or alternatively, the at least one rib of distinct dimension can be placed in the center of the reinforcement plate.
  • the plurality of ribs comprises a set of rectilinear sections parallel to each other. We understand that it is these rectilinear sections which define the main orientation of elongation of the ribs.
  • the plurality of ribs comprises sections having a U shape connecting neighboring rectilinear sections.
  • the U-shaped sections can be replaced by straight or V-shaped sections.
  • the plurality of ribs comprises at least two groups of ribs, each group of ribs being configured to be arranged opposite a different portion of the plurality of ribs. canals.
  • each of the groups of ribs is configured to be arranged on portions of the plurality of channels having a main direction of extension different from another portion.
  • the different groups of ribs have different main directions of extension.
  • one of the groups of ribs comprises at least two ribs, each of them being arranged on at least one side of another group of ribs, said ribs arranged on the sides may have different dimensions from the ribs of the group it adjoins, preferably larger dimensions. This makes it possible to adapt the rigidity of the reinforcing plate optimally depending on the thermal regulation device.
  • the reinforcing plate comprises on at least a portion of its periphery a peripheral wall extending mainly perpendicular to the main elongation planes of the upper plate and the lower plate .
  • the wall further increases the resistance of the reinforcing plate, in particular for mechanical stresses of torsion and bending on the lower plate of the thermal regulation device.
  • the wall is made integrally with the reinforcing plate, preferably obtained by stamping.
  • the reinforcing plate covers 25%, preferably 50%, more preferably the entire surface of the lower plate.
  • the invention also relates to a reinforcement device comprising a plurality of reinforcement plates such as the reinforcement plate previously described and configured to be fixed to the same lower plate of a thermal regulation device.
  • each plate comprises at least one rib as previously described.
  • each reinforcing plate comprises at least one rib oriented in a direction other than that of a rib of another plate.
  • the reinforcing plate has a shape preferably similar to the lower plate but alternatively it can be of another shape than the lower plate. It is thus understood that when the lower plate is of mainly planar shape, the reinforcing plate is preferentially planar.
  • the reinforcing plate can for example be a quadrilateral or a T-shaped polygon.
  • the reinforcing plate is produced from metallic materials, preferably aluminum. These metallic materials have the advantage of not being flammable, unlike the elastic buffers of the prior art. In addition, they can offer better wear resistance as well as better recyclability.
  • the reinforcing plate can be made of a composite material. This would have the advantage of providing good mechanical resistance while combining greater lightness compared to metallic materials, which allows, in the example of use in a vehicle, to reduce energy consumption for its propulsion.
  • the reinforcement plate is configured to be brazed with the lower plate and the upper plate of the thermal regulation device. This presents the advantage of offering greater and more resistant structural reinforcement than a connection, for example by glue.
  • the reinforcing plate can be laser welded to the lower plate of the thermal regulation device.
  • the reinforcing plate can be riveted to the lower plate of the thermal regulation device.
  • the reinforcing plate is also possible for the reinforcing plate to be glued to the lower plate of the thermal regulation device.
  • the reinforcing plate has a thickness between 0.5 and 1.3 mm.
  • the thermal regulation device can include locations for receiving the components to be cooled, in particular battery cells, the module also includes a plurality of reinforcing plates, each plate of reinforcement being arranged opposite a location.
  • the lower plate and the upper plate each have a thickness of up to 3 mm, more often between 0.8 mm and 1.3 mm.
  • the heat transfer fluid can in particular be a refrigerant fluid, in particular a fluid chosen from the refrigerant fluids R134a, R1234yf, R744 or a water glycol mixture.
  • the plurality of channels may comprise rectilinear sections connected to curved sections.
  • the plurality of channels of the lower plate of the thermal regulation device is preferably formed by stamping.
  • the channels extend from a face of the lower plate in contact with a face of the upper plate in a direction opposite to this face.
  • the thickness of the lower plate being less than the width of the channels
  • the cavities forming the channels form projections extending outwards from a face opposite the face in contact with the upper plate.
  • the channels extend between a common inlet and a common outlet of heat transfer fluid.
  • a flange can be connected to this inlet and outlet to provide connections.
  • the reinforcement plate comprises fixing means configured to fix the thermal regulation device to a chassis.
  • the orifices can alternatively or in addition be arranged on the periphery of the reinforcing plate.
  • the invention also relates to a system comprising an electrical component capable of releasing heat during its operation, in particular for an electrical energy storage module, a thermal module as described previously, arranged to regulate the temperature of the component, this component, in particular battery cells, being in thermal contact with the upper plate of the thermal regulation device.
  • Figure 1 schematically illustrates a thermal module comprising a reinforcing plate according to one embodiment of the invention
  • Figure 2 schematically illustrates a thermal module comprising a reinforcing plate according to another embodiment of the invention.
  • Figure 1 shows a reinforcement plate 1 configured to be fixed to a device 100 for thermal regulation, in particular cooling, for an electrical component not illustrated in the figures and capable of releasing heat during its operation, in particular for an electrical energy storage module, this device 100 comprising an upper plate 2 and a lower plate 3 assembled with the upper plate 2 to form together a plurality of circulation channels 4 for a heat transfer fluid, characterized in that the reinforcing plate 1 is arranged on at least a portion of the lower plate 3.
  • the invention also relates to a thermal module 300 comprising a device 100 for thermal regulation, in particular cooling, for an electrical component capable of releasing heat during its operation, in particular for an electrical energy storage module , this device 100 comprising an upper plate 2 and a lower plate
  • the reinforcing plate 1 comprises a first section 7 configured to be in contact with a portion of the lower plate 3 which comprises at least one portion of the plurality of channels
  • the reinforcing plate 1 comprises an upper surface 10 configured to be in contact with the at least one portion of the lower plate 3, the rib 9 is formed by a cavity extending from the upper surface 10 of the plate reinforcement 1 and perpendicular to the lower plate 3 of the thermal regulation device 100.
  • the rib 9 can be obtained by stamping the reinforcing plate 1, thus the reinforcing plate 1 while retaining the robustness provided by the rib 9 makes it possible to optimize the quantity of material necessary to obtain the piece.
  • the cavity may include a thermal insulator.
  • the reinforcing plate 1 comprises a plurality of ribs 9 as described previously.
  • the plurality of ribs 9 comprises ribs 9 of different dimensions, for example at least one rib 9 of a dimension distinct from the other ribs 9 can be arranged on a periphery of the reinforcing plate 1 or alternatively, the other least one rib 9 of distinct dimension can be arranged in the center of the reinforcing plate 1.
  • the plurality of ribs 9 comprises sections 91 having a U shape connecting neighboring rectilinear sections 90.
  • the plurality of ribs 9 comprises at least two groups of ribs 9, each group of ribs 9 being configured to be arranged facing a different portion of the plurality of ribs. channels 4.
  • the reinforcing plate 1 comprises on at least a portion of its periphery a peripheral wall 10 extending mainly perpendicular to the main elongation planes of the upper plate 2 and the lower plate 3.
  • the wall 10 further increases the resistance of the reinforcing plate 1, in particular for mechanical stresses of torsion and bending on the lower plate 3 of the thermal regulation device 100.
  • the wall 10 comes in one piece with the reinforcing plate 1, preferably obtained by stamping.
  • a single reinforcing plate is placed on the thermal regulation device.
  • the reinforcing plate 1 covers 25%, preferably 50%, more preferably the entire surface of the lower plate 3.
  • the invention also relates to a reinforcement device 200 comprising a plurality of reinforcement plates 1 such as the reinforcement plate 1 previously described and configured to be fixed to the same lower plate 3 of a thermal regulation device 100.
  • Each plate 1 comprises at least one rib 9 as previously described.
  • Each reinforcing plate 1 comprises at least one rib 9 oriented in a direction other than that of a rib 9 of another plate 1.
  • the reinforcing plate 1 has a shape preferably similar to the lower plate 3 but alternatively it can be of another shape than the lower plate 3. We thus understand that when the lower plate 3 is of mainly planar shape , the reinforcing plate 1 is preferably flat.
  • the reinforcing plate 1 can for example be a quadrilateral or a T-shaped polygon.
  • the reinforcing plate 1 is produced from metallic materials, preferably aluminum. These metallic materials have the advantage of not being flammable, unlike the elastic buffers of the prior art. Additionally, they can offer better wear resistance as well as better recyclability. [90] Alternatively, the reinforcing plate 1 can be made of a composite material. This would have the advantage of providing good mechanical resistance while combining greater lightness compared to metallic materials, which allows, in the example of use in a vehicle, to reduce energy consumption for its propulsion.
  • the reinforcement plate 1 is brazed with the lower plate 3 and the upper plate 2 of the thermal regulation device 100.
  • the reinforcing plate 1 can be laser welded to the lower plate 3 of the thermal regulation device 100.
  • the reinforcement plate 1 can be riveted to the lower plate 3 of the thermal regulation device 100.
  • the reinforcement plate 1 has a thickness between 0.5 and 1.3 mm.
  • the thermal regulation device 100 may include locations for receiving the components to be cooled, in particular battery cells, the module 300 may also include a plurality of reinforcing plates 1, each reinforcing plate 1 being arranged opposite each other. towards a location.
  • the lower plate 3 and the upper plate 2 each have a thickness of up to 3 mm, more often between 0.8 mm and 1.3 mm.
  • the heat transfer fluid may in particular be a refrigerant fluid, in particular a fluid chosen from the refrigerant fluids R134a, R1234yf, R744 or a water glycol mixture.
  • the plurality of channels 4 may comprise mainly rectilinear or curved channels.
  • the plurality of channels 4 may comprise rectilinear sections connected to curved sections.
  • the plurality of channels 4 of the lower plate 3 of the thermal regulation device 100 are preferably formed by stamping.
  • a flange can be connected to this inlet and outlet to provide connections.
  • the reinforcement plate 1 comprises fixing means 11 configured to fix the thermal regulation device 100 to a chassis.
  • the orifices 110 can alternatively or in addition be arranged on the periphery of the reinforcing plate 1.
  • the upper plate 2 and/or the lower plate 3 may comprise at least one fixing tab 12 extending from an edge of the upper plate 2 and/or the lower plate 3, the fixing tab 12 comprising preferably at least one orifice 110 of the fixing means 11.
  • the at least one fixing tab 12 is arranged in a plane parallel to the main elongation planes of the upper plate 2 and the lower plate 3.
  • the reinforcement plate 1 is partially arranged on at least one of the fixing lugs 12.
  • the invention also relates to a system comprising an electrical component capable of releasing heat during its operation, in particular for an electrical energy storage module, a thermal module 300 as described above, arranged to regulate the temperature of the component, this component, in particular battery cells, being in thermal contact with the upper plate 2 of the thermal regulation device 100.

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Abstract

Plaque de renfort pour un dispositif de régulation thermique L'invention concerne un module thermique (300) comprenant un dispositif (100) de régulation thermique, notamment de refroidissement, pour composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un module de stockage d'énergie électrique, ce dispositif (100) comportant une plaque supérieure (2) et une plaque inférieure (3) assemblée avec la plaque supérieure (2) pour former ensemble une pluralité de canaux (4) de circulation pour un fluide caloporteur, caractérisé en ce que le module (300) comprend au moins une plaque de renfort (1) disposée sur au moins une portion de la plaque inférieure (3).

Description

Plaque de renfort pour un dispositif de régulation thermique
Domaine technique
[1] La présente invention concerne une plaque de renfort pour un dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement, notamment pour composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment un dispositif de refroidissement d’ au moins une batterie ou cellules de batterie de véhicule, par exemple un véhicule automobile, mais également pour des installations fixes tel que par exemples des serveurs informatiques ou des éoliennes. Le véhicule peut être de type terrestre, marin ou aérien.
[2] L’invention concerne notamment des échangeurs thermiques à plaques destinés à la circulation d’un fluide frigorigène permettant le refroidissement des batteries de véhicules hybrides ou électriques.
Technique antérieure
[3] Pour améliorer la conduction thermique entre les éléments chauffants en fonctionnement et le dispositif de régulation thermique, de la pâte thermique est disposée entre eux. Lors de l’assemblage de ces éléments chauffants avec le dispositif de régulation thermique, il s’ensuit des efforts mécaniques en compression sur le dispositif de régulation thermique. Il est connu de compenser ces efforts par des tampons élastiques. Cependant, ces tampons élastiques présentent comme inconvénients d’être particulièrement onéreux en raison de leur production notamment en silicone. Le silicone étant choisi car il présente une résistance au feu acceptable pour les domaines d’application souhaités. D’autres matériaux sont connus de l’art tel que l’utilisation d’EPDM (éthylène-propylène-diène monomère) ou PU (polyuréthane) pour ces tampons élastiques.
[4] Il est également connu de fournir des plaques pour l’échangeur thermiques plus épaisses. Néanmoins, une telle solution présente l’inconvénient d’accroître la masse du véhicule, augmentant ainsi sa consommation énergétique.
Exposé de l’invention
[5] L’invention vise à corriger les inconvénients de l’art antérieur en proposant notamment une plaque de renfort configurée pour être fixée à un dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement, pour composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un module de stockage d’énergie électrique, ce dispositif comportant une plaque supérieure et une plaque inférieure assemblée avec la plaque supérieure pour former ensemble une pluralité de canaux de circulation pour un fluide caloporteur, caractérisée en ce que la plaque de renfort est disposée sur au moins une portion de la plaque inférieure. [6] L’invention permet de supporter les efforts mécaniques en compression exercés sur le dispositif de régulation thermique tout en évitant l’utilisation de tampons élastiques. De plus, l’invention permet de minimiser l’apport en masse au véhicule. L’invention présente aussi l’avantage d’offrir une solution compatible avec différents types de dispositifs de régulation thermique ou d’être adaptée aux besoins de chacun de ces dispositifs de régulation thermique.
[7] L’invention a également pour objet un module thermique comprenant un dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement, pour composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un module de stockage d’énergie électrique, ce dispositif comportant une plaque supérieure et une plaque inférieure assemblée avec la plaque supérieure pour former ensemble une pluralité de canaux de circulation pour un fluide caloporteur, le module comprenant également au moins une plaque de renfort telle que décrite précédemment.
[8] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort est configurée pour être en contact avec une face de la plaque inférieure opposée à une face de la plaque inférieure en contact avec la plaque supérieure.
[9] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort comprend une première section configurée pour être en contact avec une portion de la plaque inférieure qui comprend au moins une portion de la pluralité de canaux de circulation.
[10] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort peut comprendre une seconde section configurée pour être en contact avec une portion de la plaque inférieure dépourvue de canaux de circulation.
[11] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort comprend au moins une nervure.
[12] Selon l’un des aspects de l’invention, la nervure comprend une direction principale d’extension, ladite direction étant disposée dans un plan de la plaque de renfort et selon une direction sécante à l’orientation principale de la pluralité de canaux de circulation de la portion de la plaque inférieure sur laquelle est disposée la plaque de renfort, préférentiellement de façon perpendiculaire à l’orientation principale des canaux de circulation de la portion de la plaque inférieure sur laquelle est disposée la plaque de renfort. On comprend ainsi que ladite orientation principale des canaux est celle des canaux configurés pour être disposés en vis-à-vis de la première section de la plaque de renfort, ladite première section comprenant l’au moins une nervure. Par orientation principale de la pluralité de canaux, il faut comprendre l’orientation de la dimension la plus importante dans laquelle les canaux à considérer s’étendent.
[13] Selon l’un des aspects de l’invention et de façon alternative, la nervure est disposée parallèlement à la pluralité de canaux de circulation de la portion de la plaque inférieure sur laquelle est disposée la plaque de renfort. [14] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort comprend une surface supérieure configurée pour être en contact avec F au moins une portion de la plaque inférieure, la nervure est formée par une cavité s’étendant depuis la surface supérieure de la plaque de renfort et perpendiculairement à la plaque inférieure du dispositif de régulation thermique. De façon avantageuse, la nervure peut être obtenue par emboutissage de la plaque de renfort, ainsi la plaque de renfort tout en conservant la robustesse procurée par la nervure permet d'optimiser la quantité de matière nécessaire à l’obtention de la pièce.
[15] Selon l’un des aspects de l’invention, la cavité peut comprendre un isolant thermique.
[16] On comprend également que la nervure peut être obtenue par extrusion ou moulage de la plaque de renfort. La nervure peut être venue de matière et dépourvue de cavité, c’est-à-dire que depuis une vue en coupe transversale de la plaque de renfort, la nervure serait pleine de matière.
[17] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort comprend une pluralité de nervures telles que décrites précédemment.
[18] Selon l’un des aspects de l’invention, la pluralité de nervures comprend des nervures de dimensions différentes.
[19] Selon l’un des aspects de l’invention, au moins une nervure de dimension distincte des autres nervures peut être disposée sur une périphérie de la plaque de renfort ou de façon alternative, l’au moins une nervure de dimension distincte peut être disposée au centre de la plaque de renfort.
[20] Selon l’un des aspects de l’invention, la pluralité de nervures comprend un ensemble de tronçons rectilignes et parallèles entre eux. On comprend que ce sont ces tronçons rectilignes qui définissent l’orientation principale d’allongement des nervures.
[21] Selon l’un des aspects de l’invention, la pluralité de nervures comprend des tronçons présentant une forme en U reliant des tronçons rectilignes voisins.
[22] Selon l’un des aspects de l’invention et de façon alternative, les tronçons en U peuvent être remplacés par des tronçons droit ou en forme de V.
[23] Selon l’un des aspects de l’invention, la pluralité de nervures comprend au moins deux groupes de nervures, chaque groupe de nervures étant configuré pour être disposé en vis-à-vis d’une portion différente de la pluralité de canaux.
[24] Selon l’un des aspects de l’invention, chacun des groupes de nervures est configuré pour être disposé sur des portions de la pluralité de canaux ayant une direction principale d’extension différente d’une autre portion. On comprend donc que les différents groupes de nervures présentent des directions principales d’extension différentes.
[25] Selon l’un des aspects de l’invention, un des groupes de nervures comprend au moins deux nervures, chacun d’elles étant disposée sur au moins un côté d’un autre groupe de nervure, lesdites nervures disposées sur les côtés peuvent avoir des dimensions différentes des nervures du groupe qu’elle jouxte, préférentiellement des dimensions plus importantes. Ceci permet d’adapter la rigidité de la plaque de renfort de façon optimale en fonction du dispositif de régulation thermique.
[26] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort comprend sur au moins une portion de son pourtour une paroi périphérique s’étendant principalement perpendiculairement aux plans d’allongement principal de la plaque supérieure et de la plaque inférieure. Ainsi, et de façon avantageuse, la paroi augmente davantage la résistance de la plaque de renfort, notamment pour des contraintes mécaniques de torsion et de flexion sur la plaque inférieure du dispositif de régulation thermique.
[27] Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi est venue de matière avec la plaque de renfort, préférentiellement obtenue par emboutissage.
[28] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort couvre 25% de préférence 50% encore préférentiellement la totalité de la surface de la plaque inférieure.
[29] L’invention a également pour objet un dispositif de renfort comprenant une pluralité de plaques de renfort telles que la plaque de renfort précédemment décrite et configurées pour être fixées à une même plaque inférieure d’un dispositif de régulation thermique.
[30] Selon l’un des aspects de l’invention, chaque plaque comprend au moins une nervure telle que précédemment décrite.
[31] Selon l’un des aspects de l’invention, chaque plaque de renfort comprend au moins une nervure orientée dans une direction autre que celle d’une nervure d’une autre plaque.
[32] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort a une forme préférentiellement similaire à la plaque inférieure mais de façon alternative elle peut être d’une autre forme que la plaque inférieure. On comprend ainsi que lorsque la plaque inférieure est de forme principalement plane, la plaque de renfort est préférentiellement plane.
[33] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort peut par exemple être un quadrilatère ou bien un polygone en forme de T.
[34] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort est produite à partir de matériaux métalliques, préférentiellement en aluminium. Ces matériaux métalliques ayant pour avantage de ne pas être inflammables, contrairement aux tampons élastiques de l’art antérieur. De plus, ils peuvent offrir une meilleure résistance à l’usure ainsi qu’une meilleure recyclabilité.
[35] Selon l’un des aspects de l’invention et de façon alternative, la plaque de renfort peut être faite d’un matériau composite. Ceci aurait pour avantage de procurer une bonne résistance mécanique tout en alliant une plus grande légèreté par rapport aux matériaux métalliques, ce qui permet dans l’exemple d’une utilisation dans un véhicule de réduire la consommation en énergie pour sa propulsion.
[36] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort est configurée pour être brasée avec la plaque inférieure et la plaque supérieure du dispositif de régulation thermique. Ceci présente l’avantage d’offrir un renfort structurel plus important et plus résistant qu’une liaison par exemple par colle.
[37] Selon l’un des aspects de l’invention et de façon alternative, la plaque de renfort peut être soudée par laser sur la plaque inférieure du dispositif de régulation thermique.
[38] Selon l’un des aspects de l’invention et encore de façon alternative, la plaque de renfort peut être rivetée sur la plaque inférieure du dispositif de régulation thermique.
[39] Selon l’un des aspects de l’invention, il est également possible que la plaque de renfort soit collée à la plaque inférieure du dispositif de régulation thermique.
[40] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort a une épaisseur entre 0,5 et 1,3 mm.
[41] Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de régulation thermique peut comporter des emplacements pour recevoir les composants à refroidir, notamment des cellules de batterie, le module comprend également une pluralité de plaques de renfort, chaque plaque de renfort étant disposée en vis-à-vis d’un emplacement.
[42] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque inférieure et la plaque supérieure ont pour chacune d’elles une épaisseur pouvant aller jusqu’à 3 mm, plus souvent entre 0,8 mm et 1,3 mm.
[43] Selon l’un des aspects de l’invention, le fluide caloporteur peut notamment être un fluide réfrigérant, notamment un fluide choisi parmi les fluides réfrigérants R134a, R1234yf, R744 ou un mélange eau glycol.
[44] Selon l’un des aspects de l’invention, la pluralité de canaux peut comprendre des canaux principalement rectilignes ou courbes.
[45] Selon l’un des aspects de l’invention, la pluralité de canaux peut comprendre des sections rectilignes reliées à des sections courbes.
[46] Selon l’un des aspects de l’invention, la pluralité de canaux de la plaque inférieure du dispositif de régulation thermique est de préférence formée par emboutissage.
[47] Selon l’un des aspects de l’invention, les canaux s’étendent depuis une face de la plaque inférieure en contact avec une face de la plaque supérieure dans un sens opposé à cette face.
[48] Selon l’un des aspects de l’invention, les canaux sont formés par des cavités formées dans la plaque inférieure et obstruées par l’empilement avec la plaque supérieure.
[49] Selon l’un des aspects de l’invention, l’épaisseur de la plaque inférieure étant inférieure à la largeur des canaux, les cavités formant les canaux forment des saillies s’étendant vers l’extérieur depuis une face opposée à la face en contact avec la plaque supérieure.
[50] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort est en contact uniquement avec les saillies de la plaque inférieure.
[51] Selon l’un des aspects de l’invention, les canaux s’étendent entre une entrée commune et une sortie commune de fluide caloporteur. [52] Selon l’un des aspects de l’invention, une bride peut être connectée à cette entrée et sortie pour assurer des raccordements.
[53] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort comprend des moyens de fixation configurés pour fixer le dispositif de régulation thermique à un châssis.
[54] Selon l’un des aspects de l’invention, les moyens de fixation peuvent comprendre des orifices traversant de part en part la plaque de renfort et configurés pour recevoir des éléments de fixations tels que des vis, rivets et autres éléments similaires connus de l’homme du métier.
[55] Selon l’un des aspects de l’invention, les orifices de la plaque de renfort peuvent être disposés selon des groupements rectilignes en travers de la plaque de renfort.
[56] Selon l’un des aspects de l’invention, les orifices peuvent de façon alternative ou en complément être disposés sur la périphérie de la plaque de renfort.
[57] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque supérieure et/ou la plaque inférieure peuvent comprendre au moins une patte de fixation s’étendant depuis un bord de la plaque supérieure et/ou de la plaque inférieure, la patte de fixation comprenant de préférence au moins un orifice des moyens de fixation.
[58] Selon l’un des aspects de l’invention, F au moins une patte de fixation est disposée dans un plan parallèle aux plans d’allongement principal de la plaque supérieure et de la plaque inférieure.
[59] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de renfort est disposée partiellement sur au moins une des pattes de fixation.
[60] L’invention a également pour objet un système comportant un composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un module de stockage d’énergie électrique, un module thermique tel que décrit précédemment, agencé pour réguler la température du composant, ce composant, notamment des cellules de batterie, étant en contact thermique avec la plaque supérieure du dispositif de régulation thermique.
Brève description des dessins
[61] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
• la figure 1 illustre schématiquement un module thermique comprenant une plaque de renfort selon un mode de réalisation de l’invention;
• la figure 2 illustre schématiquement un module thermique comprenant une plaque de renfort selon un autre mode de réalisation de l’invention.
Description détaillée
[62] On a représenté sur la figure 1 une plaque de renfort 1 configurée pour être fixée à un dispositif 100 de régulation thermique, notamment de refroidissement, pour composant électrique non illustré dans les figures et susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un module de stockage d’énergie électrique, ce dispositif 100 comportant une plaque supérieure 2 et une plaque inférieure 3 assemblée avec la plaque supérieure 2 pour former ensemble une pluralité de canaux 4 de circulation pour un fluide caloporteur, caractérisée en ce que la plaque de renfort 1 est disposée sur au moins une portion de la plaque inférieure 3.
[63] L’invention a également pour objet un module thermique 300 comprenant un dispositif 100 de régulation thermique, notamment de refroidissement, pour composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un module de stockage d’énergie électrique, ce dispositif 100 comportant une plaque supérieure 2 et une plaque inférieure
3 assemblée avec la plaque supérieure 2 pour former ensemble une pluralité de canaux 4 de circulation pour un fluide caloporteur, le module 300 comprenant également au moins une plaque de renfort 1 telle que décrite précédemment.
[64] La plaque de renfort 1 est configurée pour être en contact avec une face 5 de la plaque inférieure 3 opposée à une face 6 de la plaque inférieure 3 en contact avec la plaque supérieure 2.
[65] La plaque de renfort 1 comprend une première section 7 configurée pour être en contact avec une portion de la plaque inférieure 3 qui comprend au moins une portion de la pluralité de canaux
4 de circulation.
[66] La plaque de renfort 1 peut comprendre une seconde section 8 configurée pour être en contact avec une portion de la plaque inférieure 3 dépourvue de canaux 4 de circulation.
[67] La plaque de renfort 1 comprend au moins une nervure 9.
[68] La nervure 9 comprend une direction principale d’extension, ladite direction étant disposée dans un plan de la plaque de renfort 1 et selon une direction sécante à l’orientation principale de la pluralité de canaux 4 de circulation de la portion de la plaque inférieure 3 sur laquelle est disposée la plaque de renfort 1, préférentiellement de façon perpendiculaire à l’orientation principale des canaux 4 de circulation de la portion de la plaque inférieure 3 sur laquelle est disposée la plaque de renfort 1. On comprend ainsi que ladite orientation principale des canaux 4 est celle des canaux 4 configurés pour être disposés en vis-à-vis de la première section 7 de la plaque de renfort 1 , ladite première section 7 comprenant F au moins une nervure 9. Par orientation principale de la pluralité de canaux, il faut comprendre l’orientation de la dimension la plus importante dans laquelle les canaux 4 à considérer s’étendent. Ainsi dans les exemples des figures 1 et 2, les nervures 9 de la plaque de renfort 1 s’étendent perpendiculairement aux canaux 4 placés sous ces nervures 9. Dans les figures 1 et 2, les canaux 4 s’étendent principalement dans la longueur de la plaque inférieure 3 et donc les nervures 9 s’étendent principalement dans une direction disposée selon la largeur de la plaque inférieure 3. [69] De façon alternative, la nervure 9 est disposée parallèlement à la pluralité de canaux 4 de circulation de la portion de la plaque inférieure 3 sur laquelle est disposée la plaque de renfort 1.
[70] La plaque de renfort 1 comprend une surface supérieure 10 configurée pour être en contact avec l’au moins une portion de la plaque inférieure 3, la nervure 9 est formée par une cavité s’étendant depuis la surface supérieure 10 de la plaque de renfort 1 et perpendiculairement à la plaque inférieure 3 du dispositif 100 de régulation thermique. De façon avantageuse, la nervure 9 peut être obtenue par emboutissage de la plaque de renfort 1 , ainsi la plaque de renfort 1 tout en conservant la robustesse procurée par la nervure 9 permet d'optimiser la quantité de matière nécessaire à l’obtention de la pièce.
[71] La cavité peut comprendre un isolant thermique.
[72] On comprend également que la nervure 9 peut être obtenue par extrusion ou moulage de la plaque de renfort 1. La nervure 9 peut être venue de matière et dépourvue de cavité, c’est-à-dire que depuis une vue en coupe transversale de la plaque de renfort 1 , la nervure 9 serait pleine de matière.
[73] La plaque de renfort 1 comprend une pluralité de nervures 9 telles que décrites précédemment.
[74] La pluralité de nervures 9 comprend des nervures 9 de dimensions différentes, par exemple au moins une nervure 9 de dimension distincte des autres nervures 9 peut être disposée sur une périphérie de la plaque de renfort 1 ou de façon alternative, l’au moins une nervure 9 de dimension distincte peut être disposée au centre de la plaque de renfort 1.
[75] La pluralité de nervures 9 comprend un ensemble de tronçons rectilignes 90 et parallèles entre eux. On comprend que ce sont ces tronçons rectilignes 90 qui définissent l’orientation principale d’allongement des nervures 9.
[76] La pluralité de nervures 9 comprend des tronçons 91 présentant une forme en U reliant des tronçons rectilignes 90 voisins.
[77] De façon alternative, les tronçons 91 en U peuvent être remplacés par des tronçons droit ou en forme de V.
[78] De façon non illustrée dans les figures, la pluralité de nervures 9 comprend au moins deux groupes de nervures 9, chaque groupe de nervures 9 étant configuré pour être disposé en vis-à-vis d’une portion différente de la pluralité de canaux 4.
[79] Chacun des groupes de nervures 9 est configuré pour être disposé sur des portion de la pluralité de canaux 4 ayant une direction principale d’extension différente d’une autre portion. [80] Un des groupes de nervures 9 comprend au moins deux nervures 9, chacun d’elles étant disposée sur au moins un côté d’un autre groupe de nervure, lesdites nervures 9 disposées sur les côtés peuvent avoir des dimensions différentes des nervures 9 du groupe qu’elle jouxte, préférentiellement des dimensions plus importantes. Ceci permet d’adapter la rigidité de la plaque de renfort 1 de façon optimale en fonction du dispositif 100 de régulation thermique.
[81] Tel qu’illustré aux figures 1 et 2, la plaque de renfort 1 comprend sur au moins une portion de son pourtour une paroi périphérique 10 s’étendant principalement perpendiculairement aux plans d’allongement principal de la plaque supérieure 2 et de la plaque inférieure 3. Ainsi, et de façon avantageuse, la paroi 10 augmente davantage la résistance de la plaque de renfort 1, notamment pour des contraintes mécaniques de torsion et de flexion sur la plaque inférieure 3 du dispositif 100 de régulation thermique.
[82] La paroi 10 est venu de matière avec la plaque de renfort 1, préférentiellement obtenue par emboutissage.
[83] Selon un premier mode de réalisation de l’invention tel qu’illustré à la figure 1, une seule plaque de renfort est disposée sur le dispositif de régulation thermique. La plaque de renfort 1 couvre 25% de préférence 50% encore préférentiellement la totalité de la surface de la plaque inférieure 3.
[84] Tel qu’illustré à la figure 2 et selon un second mode de réalisation de l’invention, l’invention a également pour objet un dispositif de renfort 200 comprenant une pluralité de plaques de renfort 1 telles que la plaque de renfort 1 précédemment décrite et configurées pour être fixées à une même plaque inférieure 3 d’un dispositif 100 de régulation thermique.
[85] Chaque plaque 1 comprend au moins une nervure 9 telle que précédemment décrite.
[86] Chaque plaque de renfort 1 comprend au moins une nervure 9 orientée dans une direction autre que celle d’une nervure 9 d’une autre plaque 1.
[87] La plaque de renfort 1 a une forme préférentiellement similaire à la plaque inférieure 3 mais de façon alternative elle peut être d’une autre forme que la plaque inférieure 3. On comprend ainsi que lorsque la plaque inférieure 3 est de forme principalement plane, la plaque de renfort 1 est préférentiellement plane.
[88] La plaque de renfort 1 peut par exemple être un quadrilatère ou bien un polygone en forme de T.
[89] La plaque de renfort 1 est produite à partir de matériaux métalliques, préférentiellement en aluminium. Ces matériaux métalliques ayant pour avantage de ne pas être inflammables, contrairement aux tampons élastiques de l’art antérieur. De plus, ils peuvent offrir une meilleure résistance à l’usure ainsi qu’une meilleure recyclabilité. [90] De façon alternative, la plaque de renfort 1 peut être faite d’un matériau composite. Ceci aurait pour avantage de procurer une bonne résistance mécanique tout en alliant une plus grande légèreté par rapport aux matériaux métalliques, ce qui permet dans l’exemple d’une utilisation dans un véhicule de réduire la consommation en énergie pour sa propulsion.
[91] La plaque de renfort 1 est brasée avec la plaque inférieure 3 et la plaque supérieure 2 du dispositif 100 de régulation thermique.
[92] De façon alternative, la plaque de renfort 1 peut être soudée par laser sur la plaque inférieure 3 du dispositif 100 de régulation thermique.
[93] Encore de façon alternative, la plaque de renfort 1 peut être rivetée sur la plaque inférieure 3 du dispositif 100 de régulation thermique.
[94] Il est également possible que la plaque de renfort 1 soit collée à la plaque inférieure 3 du dispositif 100 de régulation thermique.
[95] La plaque de renfort 1 a une épaisseur entre 0,5 et 1,3 mm.
[96] Le dispositif 100 de régulation thermique peut comprendre des emplacements pour recevoir les composants à refroidir, notamment des cellules de batterie, le module 300 peut comprendre également une pluralité de plaques de renfort 1, chaque plaque de renfort 1 étant disposée en vis- à-vis d’un emplacement.
[97] La plaque inférieure 3 et la plaque supérieure 2 ont pour chacune d’elles une épaisseur pouvant aller jusqu’à 3 mm, plus souvent entre 0,8 mm et 1,3 mm.
[98] Le fluide caloporteur peut notamment être un fluide réfrigérant, notamment un fluide choisi parmi les fluides réfrigérants R134a, R1234yf, R744 ou un mélange eau glycol.
[99] La pluralité de canaux 4 peut comprendre des canaux principalement rectilignes ou courbes.
[100] La pluralité de canaux 4 peut comprendre des sections rectilignes reliées à des sections courbes.
[101] La pluralité de canaux 4 de la plaque inférieure 3 du dispositif 100 de régulation thermique sont de préférence formés par emboutissage.
[102] Les canaux 4 s’étendent depuis une face de la plaque inférieure 3 en contact avec une face de la plaque supérieure 2 dans un sens opposé à cette face.
[103] Les canaux 4 sont formés par des cavités formées dans la plaque inférieure 3 et obstruées par l’empilement avec la plaque supérieure 2.
[104] L’épaisseur de la plaque inférieure 3 étant inférieure à la largeur des canaux 4, les cavités formant les canaux 4 forment des saillies s’étendant vers l’extérieur depuis une face opposée à la face en contact avec la plaque supérieure 2. [105] La plaque de renfort 1 est en contact uniquement avec les saillies de la plaque inférieure 3.
[106] Les canaux 4 s’étendent entre une entrée commune et une sortie commune de fluide caloporteur.
[107] Une bride peut être connectée à cette entrée et sortie pour assurer des raccordements.
[108] La plaque de renfort 1 comprend des moyens de fixation 11 configurés pour fixer le dispositif 100 de régulation thermique à un châssis.
[109] Les moyens de fixation 11 peuvent comprendre des orifices 110 traversant de part en part la plaque de renfort 1 et configurés pour recevoir des éléments de fixations tels que des vis, rivets et autres éléments similaires connus de l’homme du métier.
[110] Les orifices 110 de la plaque de renfort 1 peuvent être disposés selon des groupements rectilignes en travers de la plaque de renfort 1.
[111] Les orifices 110 peuvent de façon alternative ou en complément être disposés sur la périphérie de la plaque de renfort 1.
[112] La plaque supérieure 2 et/ou la plaque inférieure 3 peuvent comprendre au moins une patte de fixation 12 s’étendant depuis un bord de la plaque supérieure 2 et/ou de la plaque inférieure 3, la patte de fixation 12 comprenant de préférence au moins un orifice 110 des moyens de fixation 11.
[113] L’au moins une patte de fixation 12 est disposée dans un plan parallèle aux plans d’allongement principal de la plaque supérieure 2 et de la plaque inférieure 3.
[114] Tel qu’illustré aux figures 1 et 2, la plaque de renfort 1 est disposée partiellement sur au moins une des pattes de fixation 12.
[115] L’invention a également pour objet un système comportant un composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un module de stockage d’énergie électrique, un module thermique 300 tel que décrit précédemment, agencé pour réguler la température du composant, ce composant, notamment des cellules de batterie, étant en contact thermique avec la plaque supérieure 2 du dispositif 100 de régulation thermique.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Module thermique (300) comprenant un dispositif (100) de régulation thermique, notamment de refroidissement, pour composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un module de stockage d’énergie électrique, ce dispositif (100) comportant une plaque supérieure (2) et une plaque inférieure (3) assemblée avec la plaque supérieure (2) pour former ensemble une pluralité de canaux (4) de circulation pour un fluide caloporteur, caractérisé en ce que le module (300) comprend au moins une plaque de renfort (1) disposée sur au moins une portion de la plaque inférieure (3).
[Revendication 2] Module thermique (300) selon la revendication précédente, dans lequel la plaque de renfort (1) comprend au moins une nervure (9).
[Revendication 3] Module thermique (300) selon la revendication précédente, dans lequel la nervure (9) comprend une direction principale d’extension, ladite direction étant disposée dans un plan de la plaque de renfort (1) et selon une direction sécante à l’orientation principale de la pluralité de canaux (4) de circulation de la portion de la plaque inférieure (3) sur laquelle est disposée la plaque de renfort (1), préférentiellement de façon perpendiculaire à l’orientation principale des canaux de circulation de la portion de la plaque inférieure (3) sur laquelle est disposée la plaque de renfort (1).
[Revendication 4] Module thermique (300) selon la revendication 2, dans lequel, la nervure (9) est disposée parallèlement à la pluralité de canaux (4) de circulation de la portion de la plaque inférieure (3) sur laquelle est disposée la plaque de renfort (1).
[Revendication 5] Module thermique (300) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel la plaque de renfort (1) comprend une surface supérieure (10) configurée pour être en contact avec l’au moins une portion de la plaque inférieure (3), la nervure (9) est formée par une cavité s’étendant depuis la surface supérieure (10) de la plaque de renfort (1) et perpendiculairement à la plaque inférieure (3) du dispositif 100 de régulation thermique.
[Revendication 6] Module thermique (300) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaque de renfort (1) comprend sur au moins une portion de son pourtour une paroi périphérique (10) s’étendant principalement perpendiculairement aux plans d’allongement principal de la plaque supérieure (2) et de la plaque inférieure (3).
[Revendication 7] Module thermique (300) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaque de renfort (1) est brasée avec la plaque inférieure (3) et la plaque supérieure (2) du dispositif (100) de régulation thermique.
[Revendication 8] Module thermique (300) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaque de renfort (1) couvre 25%, de préférence 50% encore préférentiellement la totalité de la surface de la plaque inférieure (3). [Revendication 9] Module thermique (300) comprenant un dispositif de renfort comprenant une pluralité de plaques de renfort telles que la plaque de renfort (1) selon l’une des revendications 1 à 3 et configurées pour être fixées à une même plaque inférieure (3) d’un dispositif (100) de régulation thermique. [Revendication 10] Système comportant un composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un module de stockage d’énergie électrique, un module thermique (300) selon la revendication 1, agencé pour réguler la température du composant, ce composant, notamment des cellules de batterie, étant en contact thermique avec la plaque supérieure (2) du dispositif (100) de régulation thermique.
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