EP4633997A1 - Batterie electrique integrant un dispositif de traitement thermique d'un element d'un groupe motopropulseur - Google Patents

Batterie electrique integrant un dispositif de traitement thermique d'un element d'un groupe motopropulseur

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EP4633997A1
EP4633997A1 EP23818510.2A EP23818510A EP4633997A1 EP 4633997 A1 EP4633997 A1 EP 4633997A1 EP 23818510 A EP23818510 A EP 23818510A EP 4633997 A1 EP4633997 A1 EP 4633997A1
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EP
European Patent Office
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rigid tube
arrangement according
vehicle
battery
interfacing element
Prior art date
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Pending
Application number
EP23818510.2A
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German (de)
English (en)
Inventor
Philippe DUMAND
Sebastien Hubert
Charles JOVIC
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Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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Publication date
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    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
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Definitions

  • TITLE ELECTRIC BATTERY INTEGRATING A HEAT TREATMENT DEVICE FOR AN ELEMENT OF A POWER TRAIN
  • the invention relates to an arrangement of an electric vehicle comprising a heat treatment device, which comprises at least one heat exchanger and at least one element to be thermally regulated of an electric drive chain.
  • the invention relates to a vehicle comprising such an arrangement, as well as a method for producing such an arrangement.
  • Electric energy motor vehicles traditionally comprise a chassis under which is arranged, particularly in the central part, under the passenger compartment, a modular electrical energy storage assembly comprising electric battery cells.
  • the powertrain including in particular the electric motor, can be placed at the front of the chassis for a traction type vehicle, at the rear of the chassis for a propulsion type vehicle, or partly at the front and partly at the rear of the chassis for a four-wheel drive type vehicle.
  • the problem of vehicles having a rear powertrain lies partly in the thermal management of the components which compose it, in particular when it comes to conveying a heat transfer fluid through a flow circuit between at least one element to be thermally managed. located at the rear of the vehicle and at least one heat exchanger located at the front of the vehicle.
  • the invention aims to provide a solution to the aforementioned problem.
  • the invention fits into this context and aims to provide an arrangement of an electric vehicle, as well as a method for producing such an arrangement remedying the above drawbacks.
  • the invention relates to an arrangement of an electric vehicle comprising a heat treatment device which comprises at least one heat exchanger, at least one element to be thermally regulated of an electric traction chain, in particular a powertrain, the vehicle comprising a battery positioned in particular under the vehicle, in particular under the passenger compartment floor.
  • the arrangement which is the subject of the invention is characterized in that the heat treatment device is arranged inside the battery.
  • the arrangement may include the following characteristics taken separately or in combination with each other:
  • the battery comprises at least one interfacing element connecting the battery to the chassis of the vehicle, in particular under the passenger compartment of the vehicle,
  • the heat treatment device comprises at least one pipe, in particular consisting of a rigid tube intended for the circulation of a heat transfer fluid, in particular a glycol water-based fluid, making it suitable for the heat treatment of at least one element of the electric drive chain, in particular a powertrain,
  • the rigid tube is arranged inside the interfacing element such that at least one end of the rigid tube is positioned projecting out of the interfacing element
  • the pipe comprises at least one flexible tube connected to the rigid tube by a female connector
  • the female connector is assembled at one of the ends of the element interfacing, in particular by screwing,
  • the rigid tube comprises at least one fixing bracket, in particular welded to the rigid tube at an external portion,
  • the battery interfacing element comprises at least one plate intended for fixing the heat treatment device, in particular for fixing the rigid tube via the female connector or the fixing bracket,
  • the rigid tube comprises at least one insulating insert, fixed in particular by gluing, such that the insert creates a thermal break between the rigid tube and the interfacing element.
  • the invention also relates to an electric vehicle comprising an arrangement having any of the aforementioned characteristics.
  • the invention also relates to a method of producing the arrangement, according to which the steps are:
  • FIG.1 is a schematic representation of a vehicle according to the arrangement of the invention
  • - [Fig.2] is a partial perspective representation of a battery and a heat treatment device, according to the invention
  • FIG.3 is an enlargement of the rear part of the battery in [Fig.2],
  • FIG.4 is an enlargement of the front part of the battery in [Fig.2],
  • FIG.5 is a longitudinal sectional view of the arrangement of [Fig.3],
  • FIG.6 is a VI-VI cross-sectional view of the arrangement of [Fig.4],
  • Figure 1 schematically illustrates a motor vehicle 100 equipped with a heat treatment device 1.
  • the vehicle 100 can be of any type, that is to say it can be a private vehicle, a utility vehicle, a truck or a bus. Also, the vehicle 100 may be an autonomous or non-autonomous vehicle.
  • Figure 1 represents a sports automobile whose design particularity lies in its placement at the rear of the powertrain, which must be cooled by thermal exchanges carried out near the front of the vehicle, close to openings air inlet.
  • vehicle 100 has an electric motor.
  • it comprises an electric drive chain comprising an electric powertrain 11 of the vehicle 100, at least one power electronic element 12 and an electric driving battery 13, also capable of being qualified more generally subsequently of “battery”, “battery module” or even “battery pack” in English, allowing the storage of electrical energy and the supply of at least one component of the drive chain with such electrical energy.
  • the vehicle 100 also comprises a heat treatment device 1 in which a heat transfer fluid is capable of circulating in order to pass through the electric powertrain 11, at least one element power electronics 12 and/or the electric battery 13, so as to heat or cool according to their respective needs.
  • the vehicle 100 comprises a front compartment 101 in which a heat exchanger 2 of the air/heat transfer fluid type is arranged.
  • the heat exchanger 2 can be of the type of a front radiator which is passed through by the ambient air in order to cool the heat transfer fluid.
  • the front compartment 101 may also include at least one power electronics element 12.
  • the vehicle 100 comprises a rear compartment 102 in which the electric powertrain 11 is arranged. Battery 13 is located under the floor of the vehicle passenger compartment, between the front 101 and rear 102 compartments.
  • the battery 13 Due to the location of the electric powertrain 11 at the rear of the vehicle, and the heat exchanger 2 at the front of the vehicle, the battery 13 is used for the purpose of circulating the heat transfer fluid. To do this, the battery 13 comprises a chassis 130 which is visible in Figure 2.
  • the chassis 130 can be approximately parallelepiped in shape, at least comprising side edges parallel to each other.
  • the chassis 130 includes longitudinal beams
  • the chassis 130 comprises transverse beams
  • the transverse beams 132 define with the longitudinal beams 131 four compartments 133 adjacent longitudinally.
  • the transverse beams 132 are preferably arranged substantially perpendicular to the longitudinal beams 131.
  • the longitudinal 131 and transverse 132 beams can be obtained by extrusion of an alloy, in particular aluminum. They can be of hollow section with stiffening walls linking together the interior walls of the beam.
  • the battery 13 includes interfacing elements 15, secured to the longitudinal beams 131, preferably by welding.
  • Each interfacing element 15 is in the form of a unitary part which extends over almost the entire length of a longitudinal beam 131.
  • the interfacing element 15 can also be qualified in the following , battery stretcher.
  • the battery stretcher 15 comprises opposite ends 151, 152 on which are positioned plates 153, 154 intended for fixing constituent elements of the heat treatment device 1, as shown in detail in Figures 3 to 5.
  • the heat treatment device 1 comprises at least one pipe 20 which is fluidly connected to the heat exchanger 2 and to the electric powertrain 11.
  • the pipe 20 consists of at least one rigid tube 22. It may comprise at least one flexible tube 21 which can be connected to the rigid tube 22 or to an element of the electric drive chain.
  • the rigid tube 22 extends out of the rear end 152 of the stretcher 15.
  • the female connector 23 comprises a receiving chamber 26 in which the rigid tube 22 is housed by its free end, as shown in Figure 5.
  • the receiving chamber 26 comprises a first sealing zone 27, forming a portion of the internal wall of the female connector 23, in which a ring 25 is arranged.
  • the receiving chamber 26 may comprise a second sealing zone 28, located At extension of the first, in which an O-ring 24 is placed.
  • the second sealing zone 28 forms another portion of the internal wall of the female connector 23.
  • the ring 25 has a substantially conical profile and is made of steel, in particular copper, aluminum, or plastic.
  • the receiving chamber 26 of the rigid tube comprises an annular wall which is located at the extension of the second sealing zone 28, and against which the free end of the rigid tube 22 is placed in support, excluding assembly clearances.
  • the internal walls of the chamber 26 for receiving the rigid tube 22, of the first and second sealing zones 27, 28 respectively housing the sealing ring 25 and the O-ring 24 are each of substantially cylindrical section, and coaxial with each other, in particular around an axis normal to the rigid tube 22.
  • the female connector 23 comprises a tube 29 which can be inclined relative to the axis of revolution of the zones 27, 28 and the chamber 26, in particular upwards, as is visible in Figure 5, which makes it possible to have closest to the battery 13, the flexible tube 21 then fitted onto the tubing.
  • the free end of the tubing 29 may comprise an inverted chamfer forming a first means for retaining the flexible tube 21 on the female connector 23.
  • the tubing 29 may comprise an axial stop formed by a collar which is located at a predetermined distance from the the free end of the connector 23. Such a stop aims to limit the fitting length of the flexible tube 21 on the female connector 23.
  • the tubing 29 can also include retaining grooves which are arranged on the exterior face of the tubing 29 , particularly between the stop and the free end, so as to form a means of retaining the flexible tube 21 on the female connector 23.
  • a clamp can be used to radially constrain the flexible tube 21 on the tubing 29, as shown in Figure 3.
  • the female connector 23 comprises a radial projection forming a fixing lug 30 located projecting outside the first sealing zone 27 delimiting an end face of the female connector 23 intended to come to bear against the rear plate 154 of the stretcher 15.
  • the fixing bracket comprises an opening through which a tightening screw can extend, the threaded rod of which engages with a tapped hole provided through the rear plate 154 of the stretcher 15. The female connector 23 is attached and screwed onto the stretcher 15 via the fixing tab 30.
  • the rigid tube 22 is larger than the length of the stretcher 15, a portion of the rigid tube 22 is placed outside the stretcher, here projecting forward.
  • This projecting portion can be described as the external portion 221 of the rigid tube 22 compared to the rectilinear portion of the rigid tube 22 which is arranged inside the stretcher, which can then be described as the internal portion 222 of the tube.
  • the external portion 221 of the tube 22 can be inclined relative to an internal portion 222 of the rigid tube 22.
  • the external portion 221 comprises a fixing tab 31 extending radially.
  • the rigid tube 22 is fixed by this external portion 221 to the plate 153 disposed at the level of the front end of the stretcher 15, by screwing.
  • the front plate 153 includes, identical to the rear plate 154, a tapped hole for fixing the rigid tube 22 by screwing.
  • the fixing could be carried out by riveting.
  • Another flexible tube 21 can be assembled to the rigid tube 22 via the external front portion 221 which is of substantially identical design to that of the female connector 23 previously described. In this sense, the free end of the external portion 221 may comprise an inverted chamfer forming a first means for retaining the flexible tube 21 on the rigid tube 22.
  • the external portion 221 may comprise an axial stop formed by a flange which is located at a predetermined distance from the free end of the rigid tube 22. Such a stop aims to limit the fitting length of the flexible tube 21 on the rigid tube 22.
  • the external portion 221 can also include retaining grooves which are arranged on the exterior face of the rigid tube 22, in particular between the stop and the free end, so as to form a means of retaining the flexible tube 21 on the rigid tube 22.
  • a clamp can be used to radially constrain the flexible tube 21 on the rigid tube 22, which improves fixation.
  • the stretcher 15 is made by extrusion, in particular from an alloy, such as aluminum for example.
  • the front and rear plates 153 and 154 of the stretcher 15 can be fixed respectively to the front and rear ends of the stretcher 15, by welding.
  • the stretcher 15 is visible in a cross section, which reveals a channel 155 extending longitudinally along the stretcher.
  • the rectilinear portion of the rigid tube 22 extends inside the channel spaced from the latter in such a way that an air circulation space is created at the periphery of the rigid tube 22. It is important to break the thermal bridge which could exist between the stretcher 15 and the heat treatment device 1 by a gap allowing the natural flow of air between the rigid tube 22 and the stretcher 15.
  • At least one insulating insert is attached to the rigid tube 22.
  • the insert insulation can be fixed in particular by gluing.
  • the insulating insert can be made of plastic material, in particular deformable.
  • the material used in the manufacture of the insulating insert has a reduced coefficient of friction.
  • the material used in the manufacture of the insulating insert can for example be polyamide or polypropylene.
  • the channel 155 opens through at least one vent, preferably several vents distributed uniformly along of the stretcher 15.
  • the use of several air vents allows the creation of a turbulent flow around the rigid tube 22 during the movement of the vehicle, which promotes the heat exchange between the heat transfer fluid circulating in the rigid tube and the 'ambiant air.
  • the assembly consisting of the stretcher 15 and the rigid tube 22 plays a role of heat exchanger complementary to that of the radiator 2. Air circulation is thus made possible through the channel 155 so that the heat transfer effect of the internal portion 222 of the rigid tube 22 on the stretcher 15 is almost zero, or even absent.
  • the method of mounting the heat treatment device 1 on the battery 13 can also include the following steps:
  • the production of the rigid tube 22 includes a step of folding one of the ends in order to create an external portion 221 inclined relative to the internal portion 222 of the rigid tube which is rectilinear;
  • the production of the rigid tube 22 includes a step of welding a fixing tab 31 intended for fixing the tube to a dedicated plate of the stretcher, in particular a front plate 153;
  • the O-ring 24 is placed inside the second sealing zone 26 of the female connector 23;
  • the flexible tube 21 is fitted onto the female connector 23, in particular onto the tubing 29 in such a way that the flexible tube 21 rests against the axial stop;
  • the flexible tube 21 is fitted onto the rigid tube 22, in particular onto the external portion 22 such that the flexible tube 21 is attached to bear against the axial stop; - the flexible tube 21 is held on the female connector 23 and/or the rigid tube 22 by a clamp.
  • an assembly of the heat treatment device 1 to the battery 13 is produced which is compact, rapid in its implementation, and free from the risk of leakage. Compactness is obtained by positioning part of the heat treatment device 1 inside the battery 13, in particular via its stretcher 15.

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Abstract

L'invention concerne un agencement d'un véhicule électrique (100) comportant un dispositif de traitement thermique (1) qui comprend au moins un échangeur thermique (2), au moins un élément à réguler thermiquement d'une chaîne de traction électrique, notamment un groupe motopropulseur (11), le véhicule comportant une batterie (13) positionnée notamment sous le véhicule, notamment sous le plancher d'habitacle, caractérisé en ce que le dispositif de traitement thermique (1) est disposé à l'intérieur de la batterie (13).

Description

TITRE : BATTERIE ELECTRIQUE INTEGRANT UN DISPOSITIF DE TRAITEMENT THERMIQUE D’UN ELEMENT D’UN GROUPE MOTOPROPULSEUR
L’invention concerne un agencement d’un véhicule électrique comportant un dispositif de traitement thermique, qui comprend au moins un échangeur thermique et au moins un élément à réguler thermiquement d’une chaîne d’entraînement électrique. L’invention concerne un véhicule comportant un tel agencement, ainsi qu’un procédé de réalisation d’un tel agencement.
Les véhicules automobiles à énergie électrique comprennent traditionnellement un châssis sous lequel est disposé, notamment en partie centrale, sous l’habitacle, un ensemble modulaire de stockage d’énergie électrique comportant des cellules de batteries électrique. Le groupe motopropulseur, comportant notamment le moteur électrique, peut être placé à l’avant du châssis pour un véhicule de type à traction, à l’arrière du châssis pour un véhicule de type à propulsion, ou à en partie à l’avant et en partie à l’arrière du châssis pour un véhicule de type à quatre roues motrices.
La problématique des véhicules ayant un groupe motopropulseur arrière réside en partie dans la gestion thermique des composants qui le composent, notamment lorsqu’il s’agit de véhiculer par un circuit d’écoulement d’un fluide caloporteur entre au moins un élément à gérer thermiquement situé à l’arrière du véhicule et au moins un échangeur thermique situé à l’avant du véhicule.
Il est connu de réaliser un circuit d’écoulement d’un fluide caloporteur par des tuyaux en matière plastique, tel que de l’EPDM ®, ou de l’acier, tel que de l’aluminium, de tels tuyaux étant alors rapportés sous la caisse du véhicule.
Il a été relevé que cette solution connue est difficilement applicable aux véhicules électriques étant donné l’environnement sous caisse fortement contraint par la présence dudit ensemble de stockage d’énergie électrique.
L’invention vise à donner une solution au problème susmentionné. L’invention s’inscrit dans ce contexte et vise à fournir un agencement d’un véhicule électrique, ainsi qu’un procédé de réalisation d’un tel agencement remédiant aux inconvénients ci-dessus.
En particulier, l’invention vise un agencement d’un véhicule électrique comportant un dispositif de traitement thermique qui comprend au moins un échangeur thermique, au moins un élément à réguler thermiquement d’une chaîne de traction électrique, notamment un groupe motopropulseur, le véhicule comportant une batterie positionnée notamment sous le véhicule, notamment sous le plancher d’habitacle. L’agencement objet de l’invention se caractérise en ce que le dispositif de traitement thermique est disposé à l’intérieur de la batterie.
Selon d’autres particularités, l’agencement peut comprendre les caractéristiques suivantes prises séparément ou en combinaison entre elles :
- la batterie comprend au moins un élément d’interfaçage reliant la batterie au châssis du véhicule, notamment sous l’habitacle du véhicule,
- le dispositif de traitement thermique comprend au moins une conduite, notamment constituée d’un tube rigide destinée à la circulation d’un fluide caloporteur, notamment un fluide à base d’eau glycolée, rendant apte le traitement thermique d’au moins un élément de la chaine d’entrainement électrique, notamment un groupe motopropulseur,
- le tube rigide est disposé à l’intérieur de l’élément d’interfaçage,
- le tube rigide est disposé à l’intérieur de l’élément d’interfaçage de telle sorte qu’au moins une extrémité du tube rigide est disposée en saillie hors de l’élément d’interfaçage,
- la conduite comprend au moins un tube souple relié au tube rigide par un connecteur femelle,
- le connecteur femelle est assemblé à l’une des extrémités de l’élément d’interfaçage, notamment par vissage,
- le tube rigide comprend au moins une patte de fixation, notamment soudée sur le tube rigide au niveau d’une portion externe,
- l’élément d’interfaçage de batterie comprend au moins une platine destinée à la fixation du dispositif de traitement thermique, notamment à la fixation du tube rigide par l’intermédiaire du connecteur femelle ou de la patte de fixation,
- le tube rigide comprend au moins un insert isolant, fixé notamment par collage, de telle sorte que l’insert créé une rupture de pont thermique entre le tube rigide et l’élément d’interfaçage.
L’invention a aussi trait à un véhicule électrique comprenant un agencement ayant l’une quelconque des caractéristiques susmentionnées.
L’invention concerne également un procédé de réalisation de l’agencement, selon lequel les étapes sont :
- la réalisation du tube rigide et de l’élément d’interfaçage,
- le positionnement du tube rigide à l’intérieur de l’élément d’interfaçage, notamment à l’intérieur d’un canal traversant longitudinalement l’élément d’interfaçage, par coulissement depuis une extrémité de l’élément d’interfaçage,
- la fixation du tube rigide par l’une de ses extrémités, notamment par vissage ou rivetage,
- l’assemblage du tube rigide et d’un connecteur femelle,
- la fixation du connecteur femelle sur l’élément d’interfaçage, notamment par vissage ou rivetage.
D’autres détails, caractéristiques et avantages ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après, à titre indicatif et non limitatif, en relation avec les différents exemples de réalisation illustrés sur les figures suivantes :
- la [Fig.1 ] est une représentation schématique d’un véhicule selon l’agencement de l’invention, - la [Fig.2] est une représentation partielle en perspective d’un batterie et d’un dispositif de traitement thermique, selon l’invention,
- la [Fig.3] est un agrandissement de la partie arrière de la batterie de la [Fig.2],
- la [Fig.4] est un agrandissement de la partie avant de la batterie de la [Fig.2],
- la [Fig.5] est une vue en coupe longitudinale de l’agencement de la [Fig.3],
- la [Fig.6] est une vue en coupe transversale VI-VI de l’agencement de la [Fig.4],
La figure 1 illustre schématiquement un véhicule 100 automobile équipé d’un dispositif de traitement thermique 1 . Le véhicule 100 peut être de toute nature, c’est-à-dire qu’il peut s’agir d’un véhicule particulier, d’un véhicule utilitaire, d’un camion ou d’un bus. Également, le véhicule 100 peut être un véhicule autonome ou non autonome. Ici, la figure 1 représente une automobile sportive dont la particularité de conception réside en un placement à l’arrière du groupe motopropulseur, qu’il convient de refroidir par des échanges thermiques réalisés à proximité de l’avant du véhicule, proche d’ouvertures d’entrée d’air.
Particulièrement, le véhicule 100 est à motorisation électrique. En ce sens, il comprend une chaîne d’entraînement électrique comportant un groupe motopropulseur 11 électrique du véhicule 100, au moins un élément d’électronique de puissance 12 et une batterie 13 électrique motrice, aussi susceptible d’être qualifiée plus généralement par la suite de « batterie », « module de batterie » ou encore « pack battery » en anglais, permettant le stockage d’énergie électrique et l’alimentation d’au moins un composant de la chaîne d’entraînement en une telle énergie électrique.
Le véhicule 100 comprend également un dispositif de traitement thermique 1 dans lequel un fluide caloporteur est apte à circuler afin de traverser le groupe motopropulseur 11 électrique, au moins un élément d’électronique de puissance 12 et/ou la batterie 13 électrique, de sorte à chauffer ou refroidir selon leur besoin respectif.
Le véhicule 100 comprend un compartiment avant 101 dans lequel sont disposés un échangeur thermique 2 de type air/fluide caloporteur. L’échangeur thermique 2 peut être du type d’un radiateur de face avant qui est traversé par l’air ambiant afin de refroidir le fluide caloporteur. Le compartiment avant 101 peut également comprendre au moins un élément d’électronique de puissance 12. Le véhicule 100 comprend un compartiment arrière 102 dans lequel est disposé le groupe motopropulseur 11 électrique. La batterie 13 est disposée sous le plancher de l’habitacle du véhicule, entre les compartiments avant 101 et arrière 102.
Du fait de la localisation du groupe motopropulseur 11 électrique à l’arrière du véhicule, et de l’échangeur thermique 2 à l’avant du véhicule, la batterie 13 est utilisée à des fins de circulation du fluide caloporteur. Pour ce faire, la batterie 13 comprend un châssis 130 qui est visible à la figure 2. Le châssis 130 peut être approximativement de forme parallélépipédique, tout du moins comprenant des bords latéraux parallèles entre eux. Le châssis 130 comprend des poutres longitudinales
131 , notamment latérales droite et gauche, délimitant les bords latéraux de la batterie 13. Le châssis 130 comprend des poutres transversales
132, parallèles entre elles, reliant les poutres longitudinales 131 entre elles afin de former des compartiments 133 dans chacun desquels est disposé un module 14 de cellules de batterie électrique. Sur la figure 2, les poutres transversales 132 définissent avec les poutres longitudinales 131 quatre compartiments 133 adjacents longitudinalement. Les poutres transversales 132 sont préférentiellement disposées de façon sensiblement perpendiculaire aux poutres longitudinales 131.
Les poutres longitudinales 131 et transversales 132 peuvent être obtenues par extrusion d’un alliage, notamment en aluminium. Elles peuvent être de section creuse avec des parois de rigid ification liant entre elles des parois intérieures de la poutre.
Afin de lier la batterie 13 à la caisse du véhicule, par le dessous, la batterie 13 comprend des éléments 15 d’interfaçage, solidaires des poutres longitudinales 131 , préférentiellement par soudage. Chaque élément d’interfaçage 15 se présente sous la forme d’une pièce unitaire qui s’étend sur la quasi-totalité de la longueur d’une poutre longitudinale 131. L’élément d’interfaçage 15 peut aussi être qualifié dans ce qui suit, de brancard de batterie.
Le brancard 15 de batterie comprend des extrémités opposées 151 , 152 sur lesquelles sont positionnées des platines 153, 154 destinées à la fixation d’éléments constitutifs du dispositif de traitement thermique 1 , comme cela est représenté en détail sur les figures 3 à 5.
Le dispositif de traitement thermique 1 comprend au moins une conduite 20 qui est fluidiquement reliée à l’échangeur thermique 2 et au groupe motopropulseur 11 électrique. La conduite 20 est constituée d’au moins un tube rigide 22. Elle peut comprendre au moins un tube souple 21 pouvant être relié au tube rigide 22 ou à un élément de la chaîne d’entraînement électrique.
Sur la figure 3 et la figure 5 est représenté l’assemblage du dispositif de traitement thermique 1 sur le brancard 15 de batterie. Au niveau de l’une des extrémités 152 du brancard 15 de batterie, le tube souple 21 est relié au tube rigide 22 par l’intermédiaire un connecteur femelle 23.
Le tube rigide 22 s’étend en saillie hors de l’extrémité 152 arrière du brancard 15. Le connecteur femelle 23 comprend une chambre de réception 26 dans laquelle est logé le tube rigide 22 par son extrémité libre, comme représenté à la figure 5.
La chambre de réception 26 comprend une première zone d’étanchéité 27, formant une portion de la paroi interne du connecteur femelle 23, dans laquelle est disposée une bague 25. La chambre de réception 26 peut comprendre une deuxième zone d’étanchéité 28, située au prolongement de la première, dans laquelle est disposé un joint torique 24. La deuxième zone d’étanchéité 28 forme une autre portion de la paroi interne du connecteur femelle 23.
La bague 25 est sensiblement de profil conique et réalisée en acier, notamment du cuivre, de l’aluminium, ou en matière plastique.
L’insertion du tube rigide 22 à l’intérieur plaque la bague 25 contre la paroi interne de la première zone d’étanchéité 27, ce qui contraint le joint torique 24 contre l’épaulement de la paroi interne de la deuxième zone d’étanchéité 28.
La chambre de réception 26 du tube rigide comprend une paroi annuaire qui se trouve au prolongement de la deuxième zone d’étanchéité 28, et contre laquelle l’extrémité libre du tube rigide 22 est disposée en appui, hors les jeux d’assemblage près.
Les parois internes de la chambre 26 de réception du tube rigide 22, des première et deuxième zones d’étanchéité 27, 28 logeant respectivement la bague 25 d’étanchéité et le joint torique 24 sont chacune de section sensiblement cylindrique, et coaxiales entre elles, notamment autour d’un axe normal au tube rigide 22.
Le connecteur femelle 23 comprend une tubulure 29 qui peut être inclinée par rapport à l’axe de révolution des zones 27, 28 et de la chambre 26, notamment vers le haut, comme cela est visible à la figure 5, ce qui permet de disposer au plus proche de la batterie 13, le tube souple 21 alors emmanché sur la tubulure. L’extrémité libre de la tubulure 29 peut comprendre un chanfrein inversé formant un premier moyen de retenue du tube souple 21 sur le connecteur femelle 23. La tubulure 29 peut comprendre une butée axiale formée par une collerette qui est située à une distance prédéterminée de l’extrémité libre du connecteur 23. Une telle butée vise à limiter la longueur d’emmanchement du tube souple 21 sur le connecteur femelle 23. La tubulure 29 peut en outre comprendre des stries de retenue qui sont disposées sur la face extérieur de la tubulure 29, notamment entre la butée et l’extrémité libre, de sorte à former un moyen de retenue du tube souple 21 sur le connecteur femelle 23. Pour parfaire la liaison fluidique entre le tube souple 21 et le connecteur femelle 23, un collier de serrage peut être utilisé pour contraindre radialement le tube souple 21 sur la tubulure 29, comme cela est rendu visible sur la figure 3.
Afin d’assurer la fixation du connecteur femelle 23 sur le brancard 15, le connecteur femelle 23 comprend une excroissance radiale formant une patte 30 de fixation localisée en saillie hors de la première zone d’étanchéité 27 délimitant une face d’extrémité du connecteur femelle 23 destinée à venir en appui contre la platine 154 arrière du brancard 15. La patte de fixation comprend une ouverture au travers de laquelle peut s’étendre une vis de serrage dont la tige filetée vient en prise avec un trou taraudé ménagé au travers de la platine 154 arrière du brancard 15. Le connecteur femelle 23 est rapporté et visé sur le brancard 15 par l’intermédiaire de la patte 30 de fixation.
Sur la figure 4 est visible l’autre extrémité du tube rigide 22 qui s’étend hors de l’extrémité 153 avant du brancard 15. L’extrémité du tube rigide 22 s’étendant en saillie peut être inclinée par rapport à une portion rectiligne du tube rigide 22 qui est destinée à être logée à l’intérieur du brancard 15 et du connecteur femelle 23 par son autre extrémité. Cela permet de réduire l’encombrement du dispositif de traitement thermique 1 sous caisse du véhicule.
Du fait que le tube rigide 22 est de dimension supérieure à la longueur du brancard 15, une portion du tube rigide 22 est disposée à l’extérieur du brancard, ici en saillie vers l’avant. Cette portion saillante peut être qualifiée de portion externe 221 du tube rigide 22 comparativement à la portion rectiligne du tube rigide 22 qui est disposée à l’intérieur du brancard, qui peut alors être qualifiée de portion interne 222 du tube. La portion externe 221 du tube 22 peut être inclinée par rapport à une portion interne 222 du tube 22 rigide 22.
La portion externe 221 comprend une patte de fixation 31 s’étendant radialement. A l’identique de la liaison du connecteur femelle 23 décrit précédemment, le tube rigide 22 est fixé par cette portion externe 221 à la platine 153 disposée au niveau de l’extrémité avant du brancard 15, par vissage. La patine 153 avant comprend à l’identique de la platine 154 arrière un trou taraudé pour la fixation par vissage du tube rigide 22. En variante de réalisation, la fixation pourrait être réalisée par rivetage. Un autre tube souple 21 peut être assemblé au tube rigide 22 par la portion externe 221 avant qui est de conception sensiblement identique à celle du connecteur femelle 23 précédemment décrite. En ce sens, l’extrémité libre de la portion externe 221 peut comprendre un chanfrein inversé formant un premier moyen de retenue du tube souple 21 sur le tube rigide 22. La portion externe 221 peut comprendre une butée axiale formée par une collerette qui est située à une distance prédéterminée de l’extrémité libre du tube rigide 22. Une telle butée vise à limiter la longueur d’emmanchement du tube souple 21 sur le tube rigide 22. La portion externe 221 peut en outre comprendre des stries de retenue qui sont disposée sur la face extérieur du tube rigide 22, notamment entre la butée et l’extrémité libre, de sorte à former un moyen de retenue du tube souple 21 sur le tube rigide 22. Pour parfaire la liaison fluidique entre le tube souple 21 et le tube rigide 22, un collier de serrage peut être utilisé pour contraindre radialement le tube souple 21 sur le tube rigide 22, ce qui améliore la fixation.
Le brancard 15 est réalisé par extrusion, notamment en alliage, telle que de l’aluminium par exemple. Les platines 153 avant et 154 arrière du brancard 15 peuvent être fixées respectivement aux extrémités avant et arrière du brancard 15, par soudo-brasage.
Sur la figure 6 est visible selon une section transversale le brancard 15, ce qui laisse apparaitre un canal 155 s’étendant longitudinalement le long du brancard. La portion rectiligne du tube rigide 22 s’étend à l’intérieur du canal de manière espacée à ce dernier de telle façon qu’un espace de circulation d’air est créé en périphérie du tube rigide 22. Il est important de rompre le pont thermique qui pourrait exister entre le brancard 15 et le dispositif de traitement thermique 1 par un écart permettant l’écoulement naturel d’air entre le tube rigide 22 et le brancard 15.
Afin de maintenir l’écart périphérique entre le tube rigide 22 et le canal du brancard 15, et éviter ainsi tout phénomène vibratoire du tube rigide susceptible de générer un bruit, au moins un insert isolant est rapporté sur le tube rigide 22. L’insert isolant peut être fixé notamment par collage. L’insert isolant peut être réalisé en matière plastique, notamment déformable. Toutefois, afin de permettre un coulissement du tube rigide 22 par l’une des extrémités, notamment l’extrémité avant 151 du brancard 15, le matériau utilisé à la fabrication de l’insert isolant présente un coefficient de frottement réduit. Le matériau utilisé à la fabrication de l’insert isolant peut par exemple être du polyamide ou du polypropylène. Afin de limiter au maximum le transfert thermique entre le tube rigide 22 et le brancard 15, outre l’insert qui forme une rupture de pont thermique, le canal 155 débouche au travers d’au moins un évent, préférentiellement plusieurs évents répartis uniformément le long du brancard 15. Le recours à plusieurs évents d’air permet la création d’un écoulement turbulent autour du tube rigide 22 durant le déplacement du véhicule, ce qui en favorise l’échange thermique entre le fluide caloporteur circulant dans le tube rigide et l’air ambiant. L’ensemble constitué du brancard 15 et du tube rigide 22 joue un rôle d’échangeur thermique complémentaire à celui du radiateur 2. Une circulation d’air est ainsi rendue possible au travers du canal 155 de telle sorte que l’effet de transfert thermique de la portion interne 222 du tube rigide 22 sur le brancard 15 est quasi nulle, voire absent.
Le procédé de montage du système de traitement thermique 1 sur la batterie 13 va à présent être décrit.
Il comprend les étapes suivantes :
- réalisation du tube rigide 22 et du brancard 15, - positionnement du tube rigide 22 à l’intérieur du brancard 15, notamment à l’intérieur du canal 155 traversant longitudinalement le brancard 15, par coulissement depuis une extrémité du brancard, notamment une extrémité avant 151 , de telle sorte que la patte de fixation de la portion externe 222 du tube rigide 22 est disposée en appui contre la platine 153 avant de fixation,
- fixation de la portion externe 222 sur le brancard, notamment par vissage ou rivetage,
- placement de la bague 25 d’étanchéité sur l’extrémité opposée, notamment l’extrémité arrière du tube rigide 22,
- assemblage du tube rigide 22 et du connecteur femelle 23,
- fixation du connecteur femelle 23 sur le brancard, notamment par vissage ou rivetage.
Le procédé de montage du dispositif de traitement thermique 1 sur la batterie 13 peut aussi comprendre les étapes suivantes :
- la réalisation du tube rigide 22 comprend une étape de pliage de l’une des extrémités afin de créer une portion externe 221 inclinée par rapport à la portion interne 222 du tube rigide qui est rectiligne ;
- la réalisation du tube rigide 22 comprend une étape de soudage d’une patte de fixation 31 destinée à la fixation du tube à une platine dédiée du brancard, notamment une platine avant 153 ;
- préalablement à l’étape d’assemblage du tube rigide 22 et du connecteur femelle 23, le joint torique 24 est disposée à l’intérieur de la deuxième zone 26 d’étanchéité du connecteur femelle 23 ;
- le tube souple 21 est emmanché sur le connecteur femelle 23, notamment sur la tubulure 29 de telle sorte que le tube souple 21 est rapporté en appui contre la butée axiale ;
- le tube souple 21 est emmanché sur le tube rigide 22, notamment sur la portion externe 22 de telle sorte que le tube souple 21 est rapporté en appui contre la butée axiale ; - le tube souple 21 est maintenu sur le connecteur femelle 23 et/ou le tube rigide 22 par un collier de serrage.
En opérant selon le procédé susmentionné, il est réalisé un assemblage du dispositif de traitement thermique 1 à la batterie 13 qui soit compact, rapide dans sa mise en œuvre, et exempte de risque de fuite. La compacité est obtenue par le positionnement d’une partie du dispositif de traitement thermique 1 à l’intérieur même de la batterie 13, notamment par l’intermédiaire de son brancard 15.
La présente invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici et elle s’étend également à tout moyen ou configuration équivalent et à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens dans la mesure où ils remplissent in fine les fonctionnalités décrites et illustrées.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Agencement d’un véhicule électrique (100) comportant un dispositif de traitement thermique (1 ) qui comprend au moins un échangeur thermique (2), au moins un élément à réguler thermiquement d’une chaîne de traction électrique, notamment un groupe motopropulseur (11 ), le véhicule comportant une batterie (13) positionnée notamment sous le véhicule, notamment sous le plancher d’habitacle, caractérisé en ce que le dispositif de traitement thermique (1 ) est disposé à l’intérieur de la batterie (13).
2. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la batterie (13) comprend au moins un élément d’interfaçage (15) reliant la batterie au châssis du véhicule, notamment sous l’habitacle du véhicule.
3. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de traitement thermique (1 ) comprend au moins une conduite (20), notamment constituée d’un tube rigide (22) destinée à la circulation d’un fluide caloporteur, notamment un fluide à base d’eau glycolée, rendant apte le traitement thermique d’au moins un élément de la chaine d’entrainement électrique, notamment un groupe motopropulseur (11 ).
4. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tube rigide (22) est disposé à l’intérieur de l’élément d’interfaçage (15).
5. Agencement selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le tube rigide (22) est disposé à l’intérieur de l’élément d’interfaçage (15) de telle sorte qu’au moins une extrémité du tube rigide (22) est disposée en saillie hors de l’élément d’interfaçage (15).
6. Agencement selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la conduite (20) comprend au moins un tube souple (21 ) relié au tube rigide (22) par un connecteur femelle (23). Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le connecteur femelle (23) est assemblé à l’une des extrémités (151 , 152) de l’élément d’interfaçage (15), notamment par vissage. Agencement selon l’une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le tube rigide (22) comprend au moins une patte de fixation (31 ), notamment soudée sur le tube rigide au niveau d’une portion externe (221 ). Agencement selon la combinaison des revendications 6 et 8, caractérisé en ce que l’élément d’interfaçage (15) de batterie comprend au moins une platine (153, 154) destinée à la fixation du dispositif de traitement thermique (1), notamment à la fixation du tube rigide (22) par l’intermédiaire du connecteur femelle (23) ou de la patte de fixation (31 ). Agencement selon l’une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que le tube rigide (22) comprend au moins un insert isolant, fixé notamment par collage, de telle sorte que I’ insert créé une rupture de pont thermique entre le tube rigide (22) et l’élément d’interfaçage (15). Véhicule électrique, caractérisé en ce qu’il comprend un agencement selon l’une quelconque des revendications précédentes. Procédé de réalisation d’un agencement selon l’une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- réalisation du tube rigide (22) et de l’élément d’interfaçage (15),
- positionnement du tube rigide (22) à l’intérieur de l’élément d’interfaçage (15), notamment à l’intérieur d’un canal (155) traversant longitudinalement l’élément d’interfaçage, par coulissement depuis une extrémité (151) de l’élément d’interfaçage,
- fixation du tube rigide (22) par l’une de ses extrémités, notamment par vissage ou rivetage, - assemblage du tube rigide (22) et d’un connecteur femelle (23),
- fixation du connecteur femelle (23) sur l’élément d’interfaçage (15), notamment par vissage ou rivetage.
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