EP4673697A1 - Dispositif de régulation thermique pour le refroidissement d'organes de stockage d'énergie électrique - Google Patents

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

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Publication number
EP4673697A1
EP4673697A1 EP24707085.7A EP24707085A EP4673697A1 EP 4673697 A1 EP4673697 A1 EP 4673697A1 EP 24707085 A EP24707085 A EP 24707085A EP 4673697 A1 EP4673697 A1 EP 4673697A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
distribution box
regulation device
thermal regulation
segment
Prior art date
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Pending
Application number
EP24707085.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Fethy DJALLAL
Marc HERRY
Julien VERON
Aurelie Bellenfant
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP4673697A1 publication Critical patent/EP4673697A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0043—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to the fields of thermodynamics and mechanics, and more specifically concerns a thermal regulation device for an electrical energy storage system.
  • Such electrical energy storage systems are used in particular in electric or hybrid vehicles which are equipped, in addition to their service batteries intended to supply their on-board networks, with high-voltage batteries, of the order of 200 to 800 volts, intended in particular to supply their electric traction motors and other high-voltage devices.
  • These high-voltage electrical energy storage systems are generally composed of electrical energy storage units, also called electrical energy storage cells, electrically grouped in battery packs, for example arranged under the floors of these vehicles.
  • thermal regulation devices are necessary to cool the energy storage components that compose them, since an excessive increase in their temperature can damage them to the point of causing their destruction. These thermal regulation devices can also be useful for warming the energy storage components when their temperature is too low, for example when starting vehicles in very cold weather, since at low temperatures their performance is generally too low to allow these vehicles to operate optimally.
  • thermal regulation devices each having a tube arranged between two rows of cells and within which heat transfer fluid is able to circulate.
  • the tube comprises corrugations allowing a maximum contact surface with each cell to which it is adjacent. The contact between the tube and the cells allows an evacuation, or an input, of calories via the heat transfer fluid.
  • a fluid distribution box is arranged at one end of the tube and fluid inlet and outlet pipes heat transfer fluid are connected to this distribution box.
  • the heat transfer fluid arriving through the inlet pipe flows at least partly into the tube via an inlet chamber provided in the distribution box, while the fluid leaving the tube, after having recovered calories for example to lower the temperature of the battery pack, flows into the outlet pipe via a return chamber also provided in the distribution box.
  • the latter In order to allow the circulation of the heat transfer fluid within the tube, the latter is pierced with a multitude of circulation channels along which the heat transfer fluid circulates from one longitudinal end of the tube to the other.
  • These channels can be grouped into two circulation assemblies in order to allow circulation of heat transfer fluid in a first direction, away from the distribution box, distinct from circulation of heat transfer fluid in a second opposite direction, a return box arranged at the longitudinal end of the tube opposite the distribution box making it possible to return in the second direction the circulation fluid arriving at the end of the first circulation assembly. It is then appropriate to make the arrival chamber within the distribution box fluidically communicate with the first circulation assembly within the tube and to make the return chamber fluidically communicate within the distribution box with the second circulation assembly within the tube, ensuring that there is no direct communication from the arrival chamber to the return chamber, to prevent for example heat transfer fluid heated during its passage in the tube from passing from the second circulation assembly to the arrival chamber and being reinjected hot into the first circulation assembly of the tube.
  • a regulating device described in a patent application FR3125636, shown in part in Figures 1 and 2, and which comprises a tube 6, a distribution box formed by two shells assembled one on top of the other in particular by means of hooking tabs 40, only one of the shells 11 being shown in Figure 1, in order to view the inside of the tube 6 and the arrival and return chambers of the distribution box.
  • the cold heat transfer fluid arrives via an inlet pipe 18b through an inlet orifice 46 in the arrival chamber, delimited by two hollows 42 of the shells 11 assembled one on top of the other, it enters channels 8 of a first heat transfer fluid circulation assembly 21, open on an end face 12 of the tube 6, and is capable of taking calories from the cells of the system of energy storage to be cooled during its circulation within the first circulation assembly 21.
  • a return box connected to the other end of the tube 6 brings the heated heat transfer fluid into channels 8 of a second circulation assembly 23, adjacent to the first circulation assembly 21 in the tube 6, to the end face 12 of the tube 6.
  • the heated heat transfer fluid enters the return chamber, delimited by two hollows 41 of the shells 11 assembled one on top of the other, then leaves through an outlet orifice 43 in an outlet pipe 18a connected to the return chamber.
  • these chambers are separated by a central wall 44 formed by a rib on each of the shells 11. These ribs are brought into contact with a sealing zone 48 provided on the end face 12 between the first circulation assembly 21 and the second circulation assembly 23.
  • this sealing zone 48 is a strip of material occupying the entire thickness and width of the tube between the first circulation assembly 21 and the second circulation assembly 23. Given that the tube 6 is formed by extrusion, in this thermal regulation device, this strip of material extends longitudinally over the entire length of the tube 6, and is therefore expensive in material relative to its function. During the manufacture of the tube 6, a transverse cutting operation is provided for the tube continuously emerging from an extrusion die, and this cutting operation generates a longitudinal burr at the sealing zone 48. Indeed, as visible in FIG.
  • the cutting operation in order not to crush the material forming the tube 6 and its channels 8, the cutting operation consists of a first pre-cutting step during which blades c1, c2 cut the profile on either side in a transverse direction T, that is to say along the width of the tube 6, then in a second drawing step during which the tube 6 is separated longitudinally from the profile. It is this second drawing step which causes the longitudinal burr at the sealing zone 48, because the material in the center of the strip of material has not undergone the pre-cutting step.
  • This longitudinal burr is problematic because its presence prevents the correct assembly of the tube 6 and the distribution box, in particular by preventing any contact between the ribs 44 of the shells 11 of the distribution box and the sealing zone 48 at the end face 12. As a result, it is necessary to provide an additional cutting operation of the burr, prior to assembly, which adds to the cost of the manufacturing process of the corresponding thermal regulation device.
  • this sealing zone 48 thicker than a wall 50 delimiting two channels 8 of the same circulation assembly, thermally transfers a lot of calories from the second circulation assembly 23 to the first circulation assembly 21, which is not desired.
  • it could be envisaged to eliminate the material in the center of the strip of material of the tube, by forming a channel there not receiving any fluid.
  • the resulting thermal conductivity, between the two circulation assemblies, would still be too high.
  • the end of the tube 6 is inserted into a complementary receiving portion of the distribution box, thus ensuring the seal between the tube 6 and the distribution box, this insertion being carried out until contact between the ribs and the sealing zone 48, before brazing the tube 6 to the distribution box.
  • first assembly method it is appropriate in this first assembly method to consider the dimension chain between a first corrugation of the tube 6, that is to say the corrugation or corrugation closest to the distribution box, and the center of a tube 18a, 18b for example, in order to be able on the one hand to ensure that the tube is well pressed against the cells and on the other hand to ensure that the distribution box of this tube can be connected via the tubes to a neighboring distribution box for the correct circulation of heat transfer fluid from one tube to the other.
  • the manufacturing tolerance of the tube added to that of the distribution box implies a significant tolerance between the first corrugation of the tube 6 and the elements fixed on the distribution box such as the pipes 18a and 18b.
  • a second assembly method the end of the tube 6 is inserted into a complementary receiving portion of the distribution box, thereby ensuring sealing between the tube 6 and the distribution box, until a longitudinal end of the shells 11 reaches an external stop on the regulating device, this external stop ensuring that the longitudinal end of the shells 11 is at a predetermined distance from the first corrugation of the tube 6.
  • This second assembly method allows better control of the distance between the pipes 18a, 18b of the distribution box and the first corrugation, by avoiding a link in the chain of ribs and therefore reducing the tolerance required between the center of a pipe 18a, 18b and the first corrugation, which does not depend on a manufacturing tolerance between the first corrugation and the end face 12 of the tube 6, unlike the first assembly method.
  • this second assembly method does not guarantee that the ribs 44 of the distribution box are in contact with the sealing zone 48 and therefore a slight internal leak between the channels 8 of the first circulation assembly 21 and the channels 8 of the second circulation assembly 23 is possibly created.
  • the additional step of cutting the longitudinal burr is necessary whether the first or second method of assembling the tube-distribution box described above is used. Indeed, if the first method of assembling the tube-distribution box is used, to assemble the tube 6 and the distribution box, a prior cutting of the longitudinal burr is necessary to allow the ribs 44 to be in contact with the sealing zone 48 at the end face 12.
  • the inventors have therefore designed another tube 6b of another regulating device shown in FIG. 3B, and also described in patent application FR3125636.
  • This tube 6b comprises elements common to the tube 6, referenced in the same way, in particular a first circulation assembly 21 and a second circulation assembly 23 connected by a material bridge forming a sealing zone 48b on an end face 12b of the tube 6b.
  • the distribution box of this other regulating device is identical to that described previously in relation to the tube 6.
  • the material bridge connecting the two circulation assemblies 21, 23 is thinner than the central material strip of the tube 6.
  • the tube 6b has much lower thermal conduction between the first circulation assembly 21 and the second circulation assembly 23.
  • a transverse cutting operation of the tube 6b previously exiting an extrusion die, also generates a longitudinal burr at the sealing zone 48b.
  • the cutting operation is identical to that previously mentioned in relation to FIG. 3A.
  • the blades c1, c2 cut the extruded profile on either side in the transverse direction T, i.e.
  • the tube 6b is separated longitudinally from the rest of the extruded profile.
  • the second drawing step creates the longitudinal burr at the sealing zone 48b, since this zone, centered in the thickness of the tube 6b, has not undergone the pre-cutting step.
  • This longitudinal burr prevents, during the assembly process mentioned above, any contact between the ribs 44 of the shells 11 of the distribution box and the sealing zone 48b at the end face 12b.
  • the tube 6b therefore allows better thermal insulation between the first circulation assembly 21 and the second circulation assembly 23, but requires an additional cutting operation to remove the longitudinal burr before assembling the tube 6b with the distribution box, which adds to the cost of the manufacturing process of the corresponding thermal regulation device.
  • the tube 6b can be assembled with a distribution box using the same processes assembly methods previously described in relation to tube 6, but the drawbacks of these first and second tube-box assembly methods remain.
  • thermo regulation device for an energy storage system, comprising a first heat transfer fluid circulation assembly and a second heat transfer fluid circulation assembly combined in a single tube that is inexpensive to manufacture and limiting the thermal conductivity between these two circulation assemblies.
  • the present invention aims to remedy at least in part the drawbacks of the prior art, by providing a thermal regulation device for an energy storage system, an energy storage system comprising such a device, a method of assembling such a device and a method of manufacturing a tube of such a device, in which the tube of the device comprises two heat transfer fluid circulation assemblies sufficiently thermally insulated from each other, and does not require an additional cutting operation during its manufacture.
  • the invention proposes a thermal regulation device for cooling and/or heating components whose operation is sensitive to temperature, these components being in particular intended for energy storage and possibly being battery cells of electrical energy storage devices, the thermal regulation device comprising:
  • each assembly comprising a plurality of circulation channels along which the heat transfer fluid circulates from one longitudinal end of the tube to the other, a first fluid circulation assembly communicating with the first chamber and a second fluid circulation assembly communicating with the second chamber, the fluid circulation assemblies each having, on a cross-section of the tube, long edges which are inscribed on two parallel straight lines, the thermal regulation device being characterized in that at least at one longitudinal end of the tube capable of fitting into the distribution box, the material bridge forms on the cross-section of the tube at least one segment extending one of the circulation assemblies so as to be inscribed on one of the parallel straight lines and delimiting at least in part a clearance of material between the two fluid circulation assemblies, the clearance of material extending over a thickness of the tube between the two parallel lines.
  • the invention also relates to a thermal regulation device for cooling and/or heating components whose operation is sensitive to temperature, these components being in particular intended for energy storage and possibly being battery cells of electrical energy storage devices, the regulation device comprising:
  • a distribution box configured to be connected to a fluid inlet pipe and to a fluid outlet pipe, the distribution box comprising a fluid inlet chamber capable of being served by the inlet pipe and a fluid return chamber capable of serving the outlet pipe, and
  • the thermal regulation device being characterized in that at least at one longitudinal end of the tube capable of fitting into the distribution box, the material bridge forms on the cross-section of the tube at least one segment extending one of the circulation assemblies so as to fit on one of the parallel straight lines and delimiting at least in part a clearance of material between the two fluid circulation assemblies, the clearance of material extending over a thickness of the tube between the two parallel straight lines.
  • the longitudinal direction is understood as the direction according to the main extension dimension of the tube, i.e. in the direction of its length
  • the transverse direction is understood as a direction orthogonal to the longitudinal direction, oriented in the direction of the width of the tube, i.e. parallel to the long edges of the cross-section of the tube which is made in a plane orthogonal to the longitudinal direction. Each of these long edges is inscribed on a straight line parallel to a straight line on which the other long edge is inscribed.
  • the term “parallel” is of course understood as “substantially parallel” due to manufacturing tolerances, i.e. to within +/- 5 degrees.
  • the tube of the thermal regulation device according to the invention therefore has a transversely oblong section allowing a cutting operation as described in the prior art.
  • the circulation assemblies of the tube each have an alignment of channels between their long edges, the thickness of the tube at each circulation assembly, therefore orthogonal to the longitudinal and transverse directions, accommodating only one channel.
  • the tube therefore has a thin section extending over the width of the tube, allowing good thermal conduction with cells of a storage system in which the thermal regulation device is used.
  • the tube may include corrugations (or undulations) allowing good contact with these cells when they are cylindrical.
  • the width of the tube is generally imposed by the size of the cells to be cooled, for example the height of their cylindrical shape if the thermal regulation device is housed between two rows of cells. If each row of cells has n superimposed cylindrical cells, the height to be considered can of course be multiplied by the same factor n.
  • Each tube width thus defined for a storage system imposes a dimensioning and a number of channels in the fluid circulation assemblies, this number being able to be identical or different in each of these fluid circulation assemblies.
  • this dimensioning takes into account the mechanical strength of the tube, faced with a maximum pressure of the fluid circulating in the channels, of several bars, and takes into account the thermal performance of the tube, in order to efficiently cool or heat the cells, and this with very good thermal homogeneity between the different channels of the same fluid circulation assembly.
  • the tube of the thermal regulation device according to the invention is preferably formed by extrusion and its cross section is therefore preferably identical over the entire length of the tube.
  • the tube is machined, and the material bridge is of constant section at least on an end portion of the tube fitted into the distribution box.
  • the material bridge is thinner than the material strip of the prior art.
  • the material bridge is in one piece and has only two ends respectively connected to one of the circulation assemblies of the tube. It therefore forms, on the cross section of the tube, a single line joining a long edge from one of the fluid circulation sets, to a long edge of the other fluid circulation set.
  • the tube can be cut at the outlet of an extrusion die, using a first pre-cutting step then a drawing step as in the prior art, without generating a burr at the material bridge.
  • the material bridge is designed in such a way that at least part of the material bridge, corresponding to said at least one segment, can be pre-cut by one of the blades c1, c2. This reduces the extent of the non-pre-cut area, and avoids the generation of burr by tearing off material during the drawing step. It is then not necessary to provide an additional cut before assembly with the distribution box.
  • the thermal conduction between the first circulation assembly and the second circulation assembly is very limited.
  • the material clearance forms on the tube a groove extending longitudinally on the tube.
  • This groove can in particular be formed over the entire longitudinal dimension of the tube.
  • Such a groove is open on a main face of the tube.
  • the material point is configured to form two material clearances which are open on opposite faces of the tube.
  • a first material clearance forms a groove extending longitudinally by being open on a first main face of the tube
  • a second material clearance forms a groove extending longitudinally by being open on a second main face of the tube.
  • the material clearance is partly delimited by side walls facing each other, belonging to the fluid circulation assemblies.
  • the material bridge forms on the cross section of the tube a broken line of which a first segment is connected to the first fluid circulation assembly and of which a second segment joins the first segment to a third and last segment of the broken line, the third segment being connected to the second fluid circulation assembly, the first and third segments being inscribed on distinct straight lines among the two parallel straight lines, the second segment corresponding to a wall of the material bridge separating two material clearances.
  • the second segment is therefore more or less inclined relative to the direction of the parallel lines according to the sum of the widths of the first and third segments relative to the width of the material bridge, transversely to the tube.
  • the first and third segments together cover the width of the material bridge, the second segment is orthogonal to the transverse direction.
  • the notion of a broken line and segments in this embodiment must be put into perspective depending on how the material bridge is manufactured, in particular a curvature may exist on the material bridge to connect each segment.
  • the length of the second segment is for example between 20 and 60% of the length of the broken line, the lengths being measured in a plane of the cross section of the tube.
  • the distribution box comprises one or more ribs filling each of the two clearances of material when the tube and the distribution box are secured.
  • This or these ribs more advantageously separate the communication between the arrival chamber and the first fluid circulation assembly from the communication between the return chamber and the second fluid circulation assembly.
  • these ribs form a central wall separating the arrival and return chambers in the distribution box.
  • the distribution box comprises a receiving portion of complementary shape to the longitudinal end of the tube, the longitudinal end of the tube being fitted into the receiving portion.
  • This complementary shape achieved in particular by means of the ribs mentioned above, makes it possible to ensure sealing between the distribution box and the tube.
  • the tube is for example brazed with the distribution box once the tube is inserted into it.
  • the distribution box unlike the tube, is preferably made by stamping a metal plate, for example made of aluminum. As a variant, the distribution box is machined. Materials other than aluminum are of course conceivable provided that they are thermally conductive with sufficient mechanical strength to not deform under the pressure of the heat transfer fluid.
  • the distribution box (100) is formed by two shells (111, 112) fixed to each other, each shell (111, 112) comprising a first recess (411) forming one half of the first chamber and a second recess (421) forming one half of the second chamber, and wherein the distribution box (100) has one or more ribs (441, 442) on each shell (111, 112), disposed between the chamber halves of the shells (111, 112).
  • the distribution box is formed by two shells fixed one on the other, each shell having a first recess forming one half of the arrival chamber and a second recess forming one half of the return chamber, and the distribution box has one or more ribs on each shell, arranged between the chamber halves of the shells.
  • the recesses forming the chambers on the one hand, and the ribs on the other hand, are easily formed by stamping metal plates each forming one of the two shells, which are then brazed or welded one on the other to form the distribution box.
  • the ribs longitudinally separate the two recesses on each of the shells.
  • the ribs When the tube is inserted therein, the ribs form a central wall separating the two chambers, and fill the clearances of material formed by the material bridge, extending to a longitudinal edge of the distribution box forming a longitudinal end of the receiving portion. In this arrangement, the ribs therefore extend longitudinally beyond the walls of the material bridge from the tube towards the distribution box.
  • one of the shells comprises a rib in contact with a side wall belonging to the first fluid circulation assembly, and with walls of the material bridge corresponding to the first segment and to the second segment
  • the other of the shells comprises a rib in contact with a side wall belonging to the second fluid circulation assembly, and with walls of the material bridge corresponding to the third segment and to the second segment, the ribs extending over a thickness of the first or second fluid circulation assembly comprised between their two long edges.
  • At least one of the ribs comprises a longitudinal stop capable of coming to bear against a longitudinal end face of the material bridge when the tube and the distribution box are secured.
  • the longitudinal stop blocks any internal leakage between the first circulation assembly and the second circulation assembly.
  • the longitudinal stop in fact extends the rib orthogonally to the transverse and longitudinal directions opposite each other by the entire thickness of the material bridge, or by a thickness sufficient so that when the tube and the box are brazed, the seal between the return and arrival chambers is complete.
  • the longitudinal stop therefore forms an excess thickness of the rib, which extends the rib so as to occupy the entire thickness of the distribution box between the arrival and return chambers.
  • the invention also relates to an electrical energy storage system comprising several components whose operation is sensitive to temperature, in particular sets of electrical energy storage members, and at least one thermal regulation device according to the invention, the tube of the thermal regulation device being closed, on the side opposite the distribution box of the thermal regulation device, by a return box of the thermal regulation device, the return box communicating the first fluid circulation assembly with the second fluid circulation assembly of the tube.
  • the electrical energy storage system according to the invention comprises a first and a second thermal regulation device according to the invention, configured to be connected in a sealed manner by direct cooperation of the inlet pipe of the first thermal regulation device, with a service pipe connected to the arrival chamber of the second thermal regulation device, and of the outlet pipe of the first thermal regulation device, with an evacuation pipe connected to the return chamber of the second thermal regulation device.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a tube of a thermal regulation device according to the invention, comprising:
  • the invention finally relates to a method of assembling a thermal regulation device according to the invention, during which:
  • the distribution box is formed by assembling the two shells against each other
  • the longitudinal end of the tube is inserted inside the distribution box until the longitudinal stop of a rib of one of the two shells of the distribution box is in contact with the material bridge, and
  • the tube is obtained for example according to the manufacturing process according to the invention.
  • the longitudinal end of the tube is inserted inside the distribution box by movement of the latter until it stops against a stop external to the thermal regulation device and placed at a predetermined distance between a first corrugation of the tube and the longitudinal end.
  • the length of the longitudinal end of the tube inserted into the distribution box does not generally correspond to a contact between the longitudinal stop and the longitudinal end of the tube, which creates a slight leak between the first fluid circulation assembly and the second circulation assembly without generating a leak outside the regulation device.
  • This variant makes it possible to avoid a chain link of dimensions in particular between an element of the distribution box and the longitudinal end face of the tube.
  • FIG. 4 represents in perspective a thermal regulation device according to the invention, in one embodiment of the invention.
  • FIG. 5 represents in perspective an electrical energy storage system according to the invention, in this embodiment of the invention.
  • fig 6 shows in perspective a close-up view of the fluid connections between several thermal regulation devices of the electrical energy storage system of figure 5,
  • FIG. 7 represents a view of an end face of a tube of the thermal regulation device of figure 4,
  • FIG. 8 is an enlargement of part of figure 7 allowing a better visualization of a material bridge connecting two sets of fluid circulation of the tube,
  • FIG. 9 is a perspective view of an end portion of the tube of figure 7, fitted into a distribution box of the thermal regulation device of figure 4,
  • FIG. 10 is a perspective view repeating that of figure 9, but in which, the distribution box being formed of two shells assembled one on top of the other, one of the shells is not shown in order to allow the end face of the tube in the distribution box to be seen,
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the end portion of the tube fitted into the distribution box according to figure 9,
  • FIG. 10 is a perspective view of the hull shown in figure 10,
  • FIG. 13 represents a view of an end face of a tube of a thermal regulation device according to the invention, in an alternative embodiment of the invention,
  • FIG. 14 represents steps of a method of manufacturing a tube of a thermal regulation device according to the invention in one embodiment of the invention
  • FIG. 15 represents steps of a method of assembling a thermal regulation device according to the invention in one embodiment of the invention.
  • FIG. 16 is a sectional view along plane A-A of figure 10, making more particularly visible the cooperation of an excess thickness present on a shell of the distribution box and a bridge of specific material of the tube.
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of a thermal regulation device 4 according to the invention, comprising an aluminum tube 60, one longitudinal end of which is fitted into a distribution box 100 and the other longitudinal end of which is fitted into a return box 20.
  • the circulation of the fluid is said to be U-shaped, that is to say with the same portion of heat transfer fluid which circulates in two opposite directions SI, S2 of circulation within the tube 60.
  • the thermal regulation device 4 comprises corrugations to optimize its exchange surface with cylindrical battery cells.
  • a first corrugation 63 of the tube is positioned so that the pipes of the distribution box 100 are coaxial with other pipes of another distribution box 100 as explained below.
  • the heat transfer fluid arrives in the thermal regulation device 4 via an inlet pipe 18b connected in a sealed manner to an inlet chamber 410 (referenced FIG. 9) of the distribution box 100, enters a first circulation assembly 61 of the tube 60, circulates in the first direction SI to the return box 20 which diverts it to a second circulation assembly 62 of the tube 60.
  • the heat transfer fluid circulates in the second direction S2 to a return chamber 420 (referenced FIG. 9) of the distribution box 100, then leaves via an outlet pipe 18a connected in a sealed manner to the return chamber 420.
  • other pipes coaxial with the inlet pipes 18b and outlet pipes 18a are provided on the distribution box 100, for fluidly communicating with other distribution boxes of other thermal regulation devices according to the invention.
  • the thermal regulation device 4 is in fact used to cool an electrical energy storage system 1 shown in FIG. 5, intended in particular to equip an electric or hybrid vehicle.
  • This electrical energy storage system 1 comprises a set of electrical energy storage members 2, here cylindrical cells 2, energy accumulators and electrically connected to each other in series.
  • the cylindrical cells 2 are arranged vertically, that is to say perpendicular to the plane in which the electrical energy storage system is mainly located.
  • the electrical energy storage system 1 comprises several thermal regulation devices 4 each comprising a tube 60, arranged between two rows 3 of cylindrical cells 2, or flanking such a row 3 at the edge of the energy storage system 1, so as to allow a thermal exchange between the thermal regulation devices 4 and the cylindrical cells 2.
  • the tubes 60 are corrugated in order to allow an optimal exchange surface with the cylindrical cells 2. They are made for example of aluminum.
  • the arrangement of the thermal regulation devices 4 is such that the return boxes 20 of the thermal regulation devices 4 are on the same side of the energy storage system 1, outside the rows 3 of cylindrical cells 2. Similarly, the distribution boxes 100 of the thermal regulation devices 4 are all on the opposite side of the energy storage system 1, outside the rows 3 of cylindrical cells 2.
  • a connection system 18, detailed below makes it possible to connect all the distribution boxes 100 together, so that it can receive a heat transfer fluid from the same heat transfer fluid inlet 14 for the entire energy storage system 1, and so that this heat transfer fluid can be evacuated by the same heat transfer fluid evacuation 16 for the entire energy storage system 1.
  • connection system 18 provides for each thermal regulation device 4 between two rows 3 of cylindrical cells 2:
  • a service pipe 18c capable of being fitted into an inlet pipe 18b of the distribution box 100 of a thermal regulation device 4 adjacent to the thermal regulation device 4 comprising this service pipe 18c
  • an evacuation pipe 18e capable of receiving an outlet pipe 18a from the distribution box 100 of a thermal regulation device 4 adjacent to the thermal regulation device 4 comprising this evacuation pipe 18e.
  • Each service pipe 18c includes in particular a toroidal seal 36 for ensuring the sealing of its fitting into an inlet pipe 18b, and each outlet pipe 18a includes a toroidal seal for ensuring the sealing of its fitting into an evacuation pipe 18e.
  • the seals 36 are held radially tight by the fitting of the corresponding pipes, which are held one inside the other by the presence of a ring 52 preventing their relative axial movement.
  • the tube 60 of this embodiment of the invention is shown in Figure 7, seen in cross section, that is to say in a plane orthogonal to a longitudinal direction oriented along the length of the tube 60.
  • This cross-section shows the tube 60 on the one hand according to its width, corresponding to the largest dimension of the tube 60 on this cross-section, and in the direction of alignment of the channels 8 relative to each other in each fluid circulation assembly 61, 62, and on the other hand according to its thickness, in a direction orthogonal to that of the width of the tube.
  • the channels 8 are separated two by two, in the width direction of the tube 60, by a wall 50. It can be seen that the tube 60 is very thin, of the order of a few millimeters, a single channel 8 being able to be housed in the direction of the thickness of the tube 60, which allows the tube 60 to be cut at the outlet of an extrusion die by a first pre-cutting step then a second drawing step.
  • the first fluid circulation assembly 61 therefore has, in the width of the tube 60 on this cross section, a first long edge 612 which is inscribed on a first straight line dl, and a second opposite long edge 611 which is inscribed on a second straight line d2 substantially parallel to the first straight line dl.
  • the second fluid circulation assembly 62 has in the width of the tube 60 on this cross section, a first long edge 622 which is inscribed on the first straight line dl, and a second long edge 621 which is inscribed on the second straight line d2.
  • the first and second fluid circulation assemblies 61, 62 are connected by a material bridge 64, visible in more detail in cross section in FIG. 8.
  • the material bridge 64 forms on this cross section, a broken line formed:
  • the second segment 642 forms the link between the first segment 641 and the third segment 643 respectively arranged on one side of the tube such that this second segment is orthogonal or oblique relative to the other two segments 641, 643.
  • Its length is approximately one third of the length of the broken line: thus the extent of the material bridge which is retracted into the thickness of the tube, that is to say which is not inscribed in one or the other of the straight lines dl, d2 defining the long edges, is limited relative to the transverse extent of the material bridge. This makes it possible to limit the extent of the material bridge which is not pre-cut before the drawing step and therefore to limit the risk of burr appearing during the drawing of the tube 60.
  • the broken line has rounded shapes between each of the segments 641, 642, 643, which correspond to longitudinal strips of material forming the material bridge 64 along the entire length of the tube 60, the latter being formed by extrusion in this embodiment of the invention. These strips of material draw two longitudinal grooves on the tube 60, corresponding to two clearances of material over the width of the tube 60.
  • a first release of material 645 (referenced figures 7 and 8) corresponding to a first groove, is delimited by walls corresponding in figure 8, to:
  • a second release of material 647 (referenced in particular figures 7 and 8) corresponding to a second groove, is delimited by walls corresponding in figure 8, to: - a segment 623 corresponding to a side wall of the second circulation assembly 62, and more particularly to a short edge of the second circulation assembly 62, proximal to the material bridge 64,
  • One of the longitudinal ends of the tube 60 is inserted into the distribution box 100 of the regulation device 4 according to the invention, as shown in FIG. 9, then brazed with the distribution box 100.
  • the part of this longitudinal end inserted into the distribution box 100 is called the junction zone 600.
  • a transverse direction T is oriented along the width of the tube 60
  • a direction E orthogonal to the transverse directions T and longitudinal L is oriented along the thickness of the tube 60.
  • These directions are also used to position the distribution box 100 in FIGS. 9, 10 and 12.
  • the largest dimension of the distribution box 100 is oriented along the transverse direction T, this largest dimension being oriented along the width of the tube 60 when the latter is fitted into the distribution box 100.
  • an intermediate dimension of the distribution box 100, oriented in the direction of insertion of the tube 60, is oriented along the longitudinal direction L, and the smallest dimension or thickness of the distribution box 100 is oriented along the direction E.
  • the distribution box 100 is formed of two shells 111, 112 assembled against each other and then brazed. It is in fact made of aluminum, in this embodiment of the invention. Alternatively, it can be made of another material, metallic or polymer for example.
  • Each shell 111, 112 comprises a first recess 411 (visible in figure 10) forming one half of the arrival chamber 410 and a second recess 421 (visible in figure 10) forming one half of the return chamber 420.
  • These recesses are for example formed by stamping.
  • the arrival chamber 410 is pierced with an inlet orifice bordered by a cylindrical base 181 intended to receive the inlet pipe 18b, and with a service orifice coaxial with the inlet orifice, the service orifice being bordered by a cylindrical base 183 intended to receive the service pipe 18c.
  • the return chamber 420 is pierced with an outlet orifice bordered by a cylindrical base 182 intended to receive the outlet pipe 18a, and with an evacuation orifice coaxial with the outlet orifice, the evacuation orifice being bordered by a cylindrical base 184 intended to receive the evacuation pipe 18e.
  • the distribution box 100 comprises a receiving portion of a shape complementary to the junction zone 600 of the tube 60, fitted into this receiving portion. As visible in FIG. 11 showing in section the assembly of the tube 60 with the distribution box 100 at the junction zone 600, the receiving zone formed by the shells 111, 112 perfectly matches the contour of the tube 60 on the junction zone 600, including at the material bridge 64. This guarantees the seal between the tube 60 and the distribution box 100.
  • the shell 111 comprises a first rib 441 complementary to the first groove formed by the material bridge 64 at the junction zone 600, and the shell 112 comprises a second rib 442 complementary to the second groove formed by the material bridge 64 at the junction zone 600.
  • these ribs 441, 442 formed for example by stamping, participate in separating the arrival chamber 410 from the return chamber 420, by forming a central wall between these two chambers, and therefore participate in the sealing between the arrival chamber 410 and the return chamber 420.
  • the ribs 441, 442 extend longitudinally between the two chambers from an edge of each shell 111, 112, proximal to the tube 60, to an undrawn area of the shell 111, 112 extending in the vicinity of the opposite edge of the shell 111, 112.
  • the undrawn areas of the shells 111, 112 are pressed against each other during assembly of the shells 111, 112 and then brazed, and thus extend the seal between the two chambers longitudinally to the opposite edge of each shell 111, 112.
  • the ribs 441, 442 have a thickness extending over the shell 111 or 112 in the direction E substantially equal to the depth of the corresponding material clearances 645, 647 in which the ribs are respectively intended to engage.
  • each rib extends to a wall of the material bridge 64 corresponding to the first segment 641 or the third segment 643.
  • the ribs do not by themselves close the circulation of heat transfer fluid between the arrival chamber 410 and the return chamber 420 because they are separated from each other, in this direction E, by the thickness of the material bridge.
  • at least one of the ribs 441, 442 has an excess thickness 443, 444 extending in the direction E to the wall of the shell 112, 111 to which it does not belong.
  • This excess thickness 443, 444 also extends in the longitudinal direction L from the longitudinal end edge 640 of the material bridge 64 to the non-stamped areas of the shells 111, 112.
  • each rib 441, 442 therefore comprises, to complete the seal between the two chambers, such an excess thickness 443, 444 which forms, in direction E, a projection relative to the rib which carries it.
  • Each excess thickness begins longitudinally at a distance from the edge of the shell 111, 112 from which the rib 441, 442 begins, so that the longitudinal distance between the start of the rib 441, 442 and the start of the excess thickness 443, 444 allows the insertion of the longitudinal end edge 640 of the material bridge 64 and therefore of the junction zone 600 of the tube 60 in the distribution box 100.
  • the longitudinal ends of the excess thicknesses 443, 444 at the level of the non-stamped zones are rounded, while the opposite longitudinal ends of the excess thicknesses 443, 444 form a flat surface covering the longitudinal end edge 640 of the material bridge 64. In other words, this flat surface extends in a plane parallel to the transverse direction T and to the direction E, therefore parallel to the longitudinal end edge 640 of the matter bridge.
  • Each excess thickness 443, 444 of a shell thus forms, when the tube 60 and the distribution box 100 are secured, a longitudinal stop for the material bridge 64 capable of bearing against the longitudinal end edge 640 of this material bridge 64, and a stop in the thickness of the distribution box capable of bearing against the opposite shell.
  • the excess thicknesses 443, 444 is in contact with the longitudinal end edge of the material bridge during the brazing of the tube 60 and the distribution box 100, the seal between the two chambers is complete. Therefore, a single excess thickness 443, 444 is sufficient to ensure this complete seal.
  • two excess thicknesses make it possible to make the distribution box 100 symmetrical and to facilitate the circulation of the heat transfer fluid between the chambers and the channels 8.
  • the recesses 411 of the shells 111, 112 forming the arrival chamber 410 do not have the same transverse dimension. Indeed, the recess 411 on the shell 112 covers this excess thickness 443, the outline of the recess 411 matching this rounded end of the excess thickness 443. Similarly, in order to form the contact between the non-stamped areas at the rounded end of the excess thickness 444 of the shell 112, the recesses 421 of the shells 111, 112 forming the return chamber 420 do not have the same transverse dimension. The recess 421 on the shell 111 covers this excess thickness 444, the outline of the recess 421 matching this longitudinal end of the excess thickness 444.
  • Figure 13 shows an alternative embodiment of a tube of another thermal regulation device according to the invention, in which the first and second circulation assemblies 61 and 62 are connected by a material bridge 64b, this material bridge forming in cross section, a single segment connecting long edges of the first and second circulation assemblies 61 and 62, these long edges being inscribed on the same straight line.
  • a single rib is formed in the distribution box of this other thermal regulation device according to the invention, this single rib having in cross section, a shape complementary to the material bridge 64b.
  • This rib is further surmounted by an excess thickness forming a longitudinal stop, in a manner similar to one of the excess thicknesses 443, 444 of the main embodiment of the invention.
  • the manufacturing method 300 comprises:
  • a manufacturing step 302 by extrusion of a profile of the tube 60 of the thermal regulation device 4, forming the circulation assemblies 61, 62 and the material bridge 64, - a pre-cutting step 304 of a part of the profile of the tube 60 thus manufactured, this pre-cutting being carried out transversely to the tube 60 along the parallel lines dl, d2,
  • the pre-cutting step is carried out, for example at regular intervals, such that the distance between the free end of the tube profile 60 and the pre-cut corresponds to the length of the tube 60.
  • each pre-cut and separation step forms one end of the remainder of the profile of the tube 60, not yet pre-cut, which will be used to manufacture another tube.
  • the distribution box 100 is formed by superimposing the two shells 111, 112 against each other.
  • the shells are produced in parallel with the tube manufacturing process, for example via a stamping station.
  • a longitudinal end of the tube 60 is inserted inside the distribution box 100 until the longitudinal stops 443, 444 of the ribs 441, 442 of the shells 411 are in contact with the material bridge 64.
  • a third step 206 the assembly formed by the distribution box 100 and the tube 60 thus inserted into the distribution box 100 is brazed.
  • the longitudinal end of the tube 60 is inserted inside the distribution box 100 by bringing the latter against a stop external to the thermal regulation device 4 and placed at a predetermined distance between the first corrugation 63 of the tube 60 and its longitudinal end.
  • This variant generally does not ensure complete sealing between the arrival chambers 410 and return chambers 420, but the internal leakage possibly created is limited.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de régulation thermique pour une batterie d'accumulateurs électriques, comportant : - une boîte distribution comportant une chambre d'arrivée de fluide et une chambre de retour de fluide, - un tube (60) à deux ensembles (61, 62) de circulation de fluide solidarisés par un pont de matière (64), communiquant l'un avec la chambre d'arrivée et l'autre avec la chambre de retour, les ensembles de circulation de fluide (61, 62) présentant en coupe transversale du tube (60), des bords longs qui s'inscrivent sur deux droites parallèles, le pont de matière (64) formant en coupe transversale du tube (60) au moins un segment s'inscrivant sur l'une des droites parallèles, délimitant un dégagement de matière entre les deux ensembles de circulation de fluide (61, 62) et s'étendant sur une épaisseur du tube (60) comprise entre les deux droites parallèles.

Description

DESCRIPTION
Titre de l'invention : Dispositif de régulation thermique pour le refroidissement d’organes de stockage d’énergie électrique
La présente invention se rapporte aux domaines de la thermodynamique et de la mécanique, et concerne plus précisément un dispositif de régulation thermique pour un système de stockage d’énergie électrique.
De tels systèmes de stockage d’énergie électrique sont notamment utilisés dans des véhicules électriques ou hybrides qui sont équipés, en plus de leurs batteries de servitude destinées à alimenter leurs réseaux de bord, de batteries haute tension, de l’ordre de 200 à 800 volts, destinées notamment à alimenter leurs moteurs électriques de traction et autres appareils haute tension. Ces systèmes de stockage d’énergie électrique haute tension sont généralement composés d’organes de stockage d’énergie électrique, aussi appelés cellules de stockage d’énergie électrique, regroupées électriquement dans des packs-batterie, par exemple disposés sous les planchers de ces véhicules.
Etant donnée la puissance fournie par ces systèmes de stockage d’énergie haute tension, des dispositifs de régulation thermique sont nécessaires afin de refroidir les organes de stockage d’énergie qui les composent, une hausse trop importante de leur température pouvant les endommager au point de provoquer leur destruction. Ces dispositifs de régulation thermique peuvent également être utiles pour réchauffer les organes de stockage d’énergie lorsque leur température est trop basse, par exemple au démarrage des véhicules par grand froid, étant donné qu’à basse température leur performance est généralement trop faible pour permettre un fonctionnement optimal de ces véhicules.
Il est notamment connu, dans des pack-batterie où des cellules de stockage d’énergie électrique sont disposées verticalement les unes à côté des autres de manière à former une pluralité de rangées successives de cellules, d’avoir des dispositifs de régulation thermique présentant chacun un tube disposé entre deux rangées de cellules et au sein de laquelle du fluide caloporteur est apte à circuler. Lorsque ces cellules sont de forme cylindrique, le tube comporte des corrugations permettant une surface de contact maximale avec chaque cellule à laquelle il est adjacent. Le contact entre le tube et les cellules permet une évacuation, ou un apport, de calories via le fluide caloporteur. Pour gérer l’arrivée et l’évacuation du fluide caloporteur, une boîte de distribution de fluide est disposée à une extrémité du tube et des tubulures d’arrivée et de sortie de fluide caloporteur sont raccordées à cette boîte de distribution. Le fluide caloporteur arrivant par la tubulure d’arrivée se déverse au moins en partie dans le tube via une chambre d’arrivée ménagée dans la boîte de distribution, tandis que le fluide sortant du tube, après avoir récupéré des calories par exemple pour baisser la température du pack- batterie, se déverse dans la tubulure de sortie via une chambre de retour ménagée également dans la boîte de distribution.
Afin de permettre la circulation du fluide caloporteur au sein du tube, ce dernier est percé d’une multitude de canaux de circulation le long desquels le fluide caloporteur circule d’une extrémité longitudinale du tube à l’autre.
Ces canaux peuvent être regroupés en deux ensembles de circulation afin de permettre une circulation de fluide caloporteur dans un premier sens, en éloignement de la boîte de distribution, distincte d’une circulation de fluide caloporteur dans un deuxième sens contraire, une boite de renvoi disposée à l’extrémité longitudinale du tube opposée à la boîte de distribution permettant de renvoyer dans le deuxième sens le fluide de circulation arrivé au bout du premier ensemble de circulation. Il convient alors de faire communiquer fluidiquement la chambre d’arrivée au sein de la boîte de distribution avec le premier ensemble de circulation au sein du tube et de faire communiquer fluidiquement la chambre de retour au sein de la boîte de distribution avec le deuxième ensemble de circulation au sein du tube, en s’assurant qu’il n’y ait pas de communication directe de la chambre d’arrivée à la chambre de retour, pour éviter par exemple que du fluide caloporteur chauffé lors de son passage dans le tube ne passe du deuxième ensemble de circulation à la chambre d’arrivée et soit réinjecté chaud dans premier ensemble de circulation du tube.
Les inventeurs ont conçu un tel dispositif de régulation, décrit dans une demande de brevet FR3125636, représenté en partie figures 1 et 2, et qui comporte un tube 6, une boîte de distribution formée de deux coques assemblées l’une sur l’autre notamment grâce à des pattes d’accrochage 40, une seule des coques 11 étant représentée sur la figure 1, afin de visualiser l’intérieur du tube 6 et des chambres d’arrivée et de retour de la boîte de distribution. Lorsque le fluide caloporteur froid arrive par une tubulure d’entrée 18b à travers un orifice d’entrée 46 dans la chambre d’arrivée, délimitée par deux creux 42 des coques 11 assemblées l’une sur l’autre, il pénètre dans des canaux 8 d’un premier ensemble de circulation 21 de fluide caloporteur, ouverts sur une face d’extrémité 12 du tube 6, et est apte à prendre des calories aux cellules du système de stockage d’énergie à refroidir lors de sa circulation au sein du premier ensemble de circulation 21. Une boîte de renvoi connectée à l’autre extrémité du tube 6 amène le fluide caloporteur réchauffé dans des canaux 8 d’un deuxième ensemble de circulation 23, adjacent au premier ensemble de circulation 21 dans le tube 6, jusqu’à la face d’extrémité 12 du tube 6. Le fluide caloporteur réchauffé entre dans la chambre de retour, délimitée par deux creux 41 des coques 11 assemblées l’une sur l’autre, puis repart par un orifice 43 de sortie dans une tubulure 18a de sortie reliée à la chambre de retour. Afin d’empêcher le fluide caloporteur de passer de la chambre d’arrivée vers la chambre de retour, ces chambres sont séparées par une paroi centrale 44 formée d’une nervure sur chacune des coques 11. Ces nervures sont amenées au contact d’une zone d’étanchéité 48 prévue sur la face d’extrémité 12 entre le premier ensemble de circulation 21 et le deuxième ensemble de circulation 23.
Comme visible sur la figure 2, cette zone d’étanchéité 48 est une bande de matière occupant toute l’épaisseur et la largeur du tube entre le premier ensemble de circulation 21 et le deuxième ensemble de circulation 23. Etant donné que le tube 6 est formé par extrusion, dans ce dispositif de régulation thermique, cette bande de matière s’étend longitudinalement sur toute la longueur du tube 6, et est donc onéreuse en matériau par rapport à sa fonction. Lors de la fabrication du tube 6, il est prévu une opération de découpe transversale du tube sortant de manière continue d’une filière d’extrusion, et cette opération de découpe génère une bavure longitudinale au niveau de la zone d’étanchéité 48. En effet, comme visible sur la figure 3A, afin de ne pas écraser la matière formant le tube 6 et ses canaux 8, l’opération de découpe consiste en une première étape de prédécoupe lors de laquelle des lames cl, c2 viennent découper de part et d’autre le profil dans une direction transversale T, c’est-à-dire selon la largeur du tube 6, puis en une deuxième étape d’étirage lors de laquelle le tube 6 est séparé longitudinalement du profil. C’est cette deuxième étape d’étirage qui provoque la bavure longitudinale au niveau de la zone d’étanchéité 48, du fait que la matière au centre de la bande de matière n’a pas subi l’étape de prédécoupe. Cette bavure longitudinale est problématique car sa présence empêche le bon assemblage du tube 6 et de la boîte de distribution, en empêchant notamment tout contact entre les nervures 44 des coques 11 de la boîte de distribution et la zone d’étanchéité 48 au niveau de la face d’extrémité 12. De la sorte, il est nécessaire de prévoir une opération supplémentaire de découpe de la bavure, préalablement à l’assemblage, ce qui ajoute au coût du procédé de fabrication du dispositif de régulation thermique correspondant.
De plus, cette zone d’étanchéité 48, plus épaisse qu’une paroi 50 délimitant deux canaux 8 d’un même ensemble de circulation, transfère thermiquement beaucoup de calories du deuxième ensemble de circulation 23 au premier ensemble de circulation 21, ce qui n’est pas souhaité. Eventuellement, pour résoudre le problème de bavure, on pourrait envisager d’éliminer la matière au centre de la bande de matière du tube, en y formant un canal ne recevant aucun fluide. Cependant la conductivité thermique en résultant, entre les deux ensembles de circulation, serait encore trop importante.
Par ailleurs, en fonction du procédé d’assemblage tube-boîte de distribution choisi, il n’est pas toujours possible d’amener les nervures des coques au contact de la zone d’étanchéité 48, même après élimination de la bavure longitudinale.
En effet dans un premier procédé d’assemblage, on insère l’extrémité du tube 6 dans une portion de réception complémentaire de la boîte de distribution, assurant ainsi l’étanchéité entre le tube 6 et la boîte de distribution, cette insertion s’effectuant jusqu’au contact entre les nervures et la zone d’étanchéité 48, avant de braser le tube 6 à la boîte de distribution. Il convient dans ce premier procédé d’assemblage de considérer la chaîne de cotes entre une première corrugation du tube 6, c’est-à-dire la corrugation ou ondulation la plus proche de la boîte de distribution, et le centre d’une tubulure 18a, 18b par exemple, afin de pouvoir d’une part s’assurer que le tube est bien plaqué contre les cellules et d’autre part s’assurer que la boite de distribution de ce tube peut être relié via les tubulures à une boîte de distribution voisine pour la correcte circulation de fluide caloporteur d’un tube à l’autre. La tolérance de fabrication du tube additionnée à celle de la boîte de distribution implique une tolérance importante entre la première corrugation du tube 6 et les éléments fixés sur la boîte de distribution tels que les tubulures 18a et 18b. Or cette tolérance importante peut s’avérer gênante pour assembler le dispositif de régulation à un autre dispositif de régulation partageant un même conduit d’arrivée de fluide caloporteur et un même conduit d’évacuation de fluide caloporteur, car leurs tubulures d’entrée et de sortie respectives doivent être coaxiales, tout en garantissant que les premières corrugations de chacun des dispositifs de régulation soient bien en contact avec une cellule du système de stockage d’énergie, proximale au dispositif de régulation correspondant. Si l’une ou l’autre de ces conditions n’est pas respectée, l’assemblage peut ne pas être possible, ou bien ne pas permettre un bon fonctionnement des dispositifs de régulation.
Dans un deuxième procédé d’assemblage, on insère l’extrémité du tube 6 dans une portion de réception complémentaire de la boîte de distribution, assurant ainsi l’étanchéité entre le tube 6 et la boîte de distribution, jusqu’à ce qu’une extrémité longitudinale des coques 11 atteigne une butée externe au dispositif de régulation, cette butée externe assurant que l’extrémité longitudinale des coques 11 soit à une distance prédéterminée de la première corrugation du tube 6. Ce deuxième procédé d’assemblage permet une meilleure maîtrise de la distance entre les tubulures 18a, 18b de la boîte de distribution et la première corrugation, en évitant un maillon dans la chaîne de côtes et donc en diminuant la tolérance nécessaire entre le centre d’une tubulure 18a, 18b et la première corrugation, qui ne dépend pas d’une tolérance de fabrication entre la première corrugation et la face d’extrémité 12 du tube 6, au contraire du premier procédé d’assemblage. Cependant ce deuxième procédé d’assemblage ne garantit pas que les nervures 44 de la boîte de distribution soient au contact de la zone d’étanchéité 48 et donc une légère fuite interne entre les canaux 8 du premier ensemble de circulation 21 et les canaux 8 du deuxième ensemble de circulation 23 est possiblement créée.
Il est à noter que l’étape de découpe supplémentaire de la bavure longitudinale est nécessaire que l’on utilise le premier ou le deuxième procédé d’assemblage tube-boîte de distribution décrits ci-dessus. En effet, si on utilise le premier procédé d’assemblage tube-boîte de distribution, pour assembler le tube 6 et la boîte de distribution, une découpe préalable de la bavure longitudinale est nécessaire pour permettre aux nervures 44 d’être au contact de la zone d’étanchéité 48 au niveau de la face d’extrémité 12. De même, lorsqu’on utilise le deuxième procédé d’assemblage tube-boîte de distribution, pour assembler le tube 6 et la boîte de distribution, une découpe préalable de la bavure longitudinale est nécessaire pour ne pas augmenter la tolérance nécessaire entre une première corrugation du tube 6 et le centre des tubulures 18a, 18b, ce qui nuirait à l’assemblage du dispositif de régulation correspondant et/ ou à son bon fonctionnement.
Le problème de la conductivité thermique entre les deux ensembles de circulation 21, 23 pourrait être résolu en formant ces deux ensembles de circulation dans deux tubes différents qui seraient chacun connecté à la boîte de distribution, cependant une telle solution générerait encore plus de difficultés d’assemblage notamment pour faire coïncider longitudinalement les corrugations de tubes et leurs extrémités respectives, résultant en un mauvais fonctionnement d’un tel dispositif de régulation à deux tubes. De plus l’assemblage d’un tel dispositif de régulation à deux tubes serait plus onéreux que les procédés d’assemblage présentés précédemment.
Les inventeurs ont donc conçu un autre tube 6b d’un autre dispositif de régulation représenté figure 3B, et décrit également dans la demande de brevet FR3125636. Ce tube 6b comporte des éléments communs au tube 6, référencés de la même façon, notamment un premier ensemble de circulation 21 et un deuxième ensemble de circulation 23 reliés par un pont de matière formant une zone d’étanchéité 48b sur une face d’extrémité 12b du tube 6b. La boîte de distribution de cet autre dispositif de régulation est identique à celle décrite précédemment en relation avec le tube 6.
Le pont de matière reliant les deux ensembles de circulation 21, 23 est moins épais que la bande de matière centrale du tube 6. De ce fait, le tube 6b présente une conduction thermique beaucoup plus faible entre le premier ensemble de circulation 21 et le deuxième ensemble de circulation 23. Cependant lors de la fabrication du tube 6b, comme pour le précédent tube 6, une opération de découpe transversale du tube 6b, sortant au préalable d’une filière d’extrusion, génère également une bavure longitudinale au niveau de la zone d’étanchéité 48b. L’opération de découpe est identique à celle évoquée précédemment en relation avec la figure 3A. Notamment lors de la première étape de prédécoupe, les lames cl, c2 viennent découper de part et d’autre le profil extrudé dans la direction transversale T, c’est-à-dire selon la largeur du tube 6, puis lors de la deuxième étape d’étirage le tube 6b est séparé longitudinalement du reste du profil extrudé. La deuxième étape d’étirage crée la bavure longitudinale au niveau de la zone d’étanchéité 48b, du fait que cette zone, centrée dans l’épaisseur du tube 6b, n’a pas subi l’étape de prédécoupe. Cette bavure longitudinale empêche, lors du procédé d’assemblage précédemment évoqué, tout contact entre les nervures 44 des coques 11 de la boîte de distribution et la zone d’étanchéité 48b au niveau de la face d’extrémité 12b. Le tube 6b permet donc une meilleure isolation thermique entre le premier ensemble de circulation 21 et le deuxième ensemble de circulation 23, mais nécessite une opération de découpe supplémentaire pour éliminer la bavure longitudinale avant d’assembler le tube 6b avec la boîte de distribution, ce qui ajoute au coût du procédé de fabrication du dispositif de régulation thermique correspondant. De plus, le tube 6b peut être assemblé avec une boîte de distribution en utilisant les mêmes procédés d’assemblage décrits précédemment en relation avec le tube 6, mais les inconvénients de ces premier et deuxième procédés d’assemblage tube-boîte demeurent.
Il existe donc un besoin d’un dispositif de régulation thermique pour un système de stockage d’énergie, comportant un premier ensemble de circulation de fluide caloporteur et un deuxième ensemble de circulation de fluide caloporteur réunis dans un même tube peu coûteux à fabriquer et limitant la conductivité thermique entre ces deux ensembles de circulation.
La présente invention vise à remédier au moins en partie aux inconvénients de l’art antérieur, en fournissant un dispositif de régulation thermique pour un système de stockage d’énergie, un système de stockage d’énergie comportant un tel dispositif, un procédé d’assemblage d’un tel dispositif et un procédé de fabrication d’un tube d’un tel dispositif, dans lequel le tube du dispositif comporte deux ensembles de circulation de fluide caloporteur suffisamment isolés l’un de l’autre thermiquement, et ne nécessite pas lors de sa fabrication, une opération supplémentaire de découpe.
A cette fin, l’invention propose un dispositif de régulation thermique pour le refroidissement et/ ou le chauffage de composants dont le fonctionnement est sensible à la température, ces composants étant notamment destinés au stockage d’énergie et pouvant être des cellules de batterie d’organes de stockage d’énergie électrique, le dispositif de régulation thermique comportant :
- une boîte distribution configurée pour être reliée à une tubulure de fluide, la boîte de distribution comportant une première chambre de fluide et une deuxième chambre de fluide,
- un tube à deux ensembles de circulation de fluide solidarisés par un pont de matière, chaque ensemble comprenant une pluralité de canaux de circulation le long desquels le fluide caloporteur circule d’une extrémité longitudinale du tube à l’autre, un premier ensemble de circulation de fluide communiquant avec la première chambre et un deuxième ensemble de circulation de fluide communiquant avec la deuxième chambre, les ensembles de circulation de fluide présentant chacun, sur une coupe transversale du tube, des bords longs qui s’inscrivent sur deux droites parallèles, le dispositif de régulation thermique étant caractérisé en ce qu’au moins à une extrémité longitudinale du tube apte à s’emboîter dans la boîte de distribution, le pont de matière forme sur la coupe transversale du tube au moins un segment prolongeant l’un des ensembles de circulation de manière à s’inscrire sur l’une des droites parallèles et délimitant au moins en partie un dégagement de matière entre les deux ensembles de circulation de fluide, le dégagement de matière s’étendant sur une épaisseur du tube comprise entre les deux droites parallèles.
L’invention concerne aussi un dispositif de régulation thermique pour le refroidissement et/ ou le chauffage de composants dont le fonctionnement est sensible à la température, ces composants étant notamment destinés au stockage d’énergie et pouvant être des cellules de batterie d’organes de stockage d’énergie électrique, le dispositif de régulation comportant :
- une boîte distribution configurée pour être reliée à une tubulure d’entrée de fluide, et à une tubulure de sortie de fluide, la boîte de distribution comportant une chambre d’arrivée de fluide apte à être desservie par la tubulure d’entrée et une chambre de retour de fluide apte à desservir la tubulure de sortie, et
- un tube à deux ensembles de circulation de fluide solidarisés par un pont de matière, un premier ensemble de circulation de fluide communiquant avec la chambre d’arrivée et un deuxième ensemble de circulation de fluide communiquant avec la chambre de retour, les ensembles de circulation de fluide présentant chacun sur une coupe transversale du tube, des bords longs qui s’inscrivent sur deux droites parallèles, le dispositif de régulation thermique étant caractérisé en ce qu’au moins à une extrémité longitudinale du tube apte à s’emboîter dans la boîte de distribution, le pont de matière forme sur la coupe transversale du tube au moins un segment prolongeant l’un des ensembles de circulation de manière à s’inscrire sur l’une des droites parallèles et délimitant au moins en partie un dégagement de matière entre les deux ensembles de circulation de fluide, le dégagement de matière s’étendant sur une épaisseur du tube comprise entre les deux droites parallèles.
Par « communiquant avec la chambre d’entrée ou de retour », on entend bien sûr une communication fluidique, le fluide pouvant passer d’un ensemble de circulation à l’une de ces chambres. Le fluide est notamment un fluide caloporteur tel que de l’eau glycolée. De plus, dans cette demande, la direction longitudinale s’entend comme la direction selon la dimension d’extension principale du tube, c’est-à-dire dans le sens de sa longueur, la direction transversale s’entend comme une direction orthogonale à la direction longitudinale, orientée dans le sens de la largeur du tube, c’est-à-dire parallèlement aux bords longs de la coupe transversale du tube qui s’effectue dans un plan orthogonal à la direction longitudinale. Chacun de ces bords longs s’inscrit sur une droite parallèle à une droite sur laquelle s’inscrit l’autre bord long. Le terme « parallèle » s’entend bien sûr comme « sensiblement parallèle » du fait des tolérances de fabrication, c’est-à-dire à +/- 5 degrés près.
Le tube du dispositif de régulation thermique selon l’invention présente donc transversalement une section oblongue permettant une opération de découpe comme décrite dans l’art antérieur. Notamment de préférence, les ensembles de circulation du tube présentent chacun un alignement de canaux entre leurs bords longs, l’épaisseur du tube au niveau de chaque ensemble de circulation, donc orthogonalement aux directions longitudinale et transversale, ne logeant qu’un canal. Le tube a donc une section fine s’étendant sur la largeur du tube, permettant une bonne conduction thermique avec des cellules d’un système de stockage dans lequel le dispositif de régulation thermique est utilisé. Comme expliqué en relation avec l’art antérieur, le tube peut comporter des corrugations (ou ondulations) permettant un bon contact avec ces cellules lorsqu’elles sont cylindriques. De plus, la largeur du tube est généralement imposée par la taille des cellules à refroidir, par exemple la hauteur de leur forme cylindrique si le dispositif de régulation thermique est logé entre deux rangées de cellules. Si chaque rangée de cellules comporte n cellules cylindriques superposées, la hauteur à considérer peut bien sûr être multipliée par le même facteur n. Chaque largeur de tube ainsi définie pour un système de stockage impose un dimensionnement et un nombre de canaux dans les ensembles de circulation de fluide, ce nombre pouvant être identique ou différent dans chacun de ces ensembles de circulation de fluide. Notamment ce dimensionnement tient compte de la tenue mécanique du tube, face à une pression maximale du fluide circulant dans les canaux, de plusieurs bars, et tient compte de la performance thermique du tube, afin de refroidir ou de réchauffer efficacement les cellules, et ce avec très bonne homogénéité thermique entre les différents canaux d’un même ensemble de circulation de fluide.
Enfin, le tube du dispositif de régulation thermique selon l’invention est préférentiellement formé par extrusion et sa section transversale est donc préférentiellement identique sur toute la longueur du tube. En variante le tube est usiné, et le pont de matière est de section constante au moins sur une portion d’extrémité du tube emboîtée dans la boîte de distribution. Le pont de matière est plus fin que la bande de matière de l’art antérieur. Le pont de matière est d’un seul tenant et ne comporte que deux extrémités respectivement reliées à l’un des ensembles de circulation du tube. Il forme donc, sur la coupe transversale du tube, une unique ligne joignant un bord long d’un des ensembles de circulation de fluide, à un bord long de l’autre ensemble de circulation de fluide.
Grâce à l’invention, le tube peut être découpé en sortie d’une filière d’extrusion, en utilisant une première étape de prédécoupe puis une étape d’étirage comme dans l’art antérieur, sans générer de bavure au niveau du pont de matière. En effet le pont de matière est conçu de telle manière qu’au moins une partie du pont de matière, correspondant audit au moins un segment, puisse être prédécoupé par l’une des lames cl, c2. On diminue ainsi l’étendue de la zone non prédécoupée, et on évite la génération de bavure par arrachage de matière lors de l’étape d’étirage. Il n’est alors pas nécessaire de prévoir une découpe supplémentaire avant assemblage avec la boîte de distribution. Enfin, grâce à la finesse du pont de matière par rapport à l’épaisseur du tube, la conduction thermique entre le premier ensemble de circulation et le deuxième ensemble de circulation est très limitée.
Préférentiellement dans l’invention, le dégagement de matière forme sur le tube une rainure s’étendant longitudinalement sur le tube. Cette rainure peut notamment être formée sur toute la dimension longitudinale du tube. Une telle rainure est ouverte sur une face principale du tube. Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, le point de matière est configuré pour former deux dégagements de matière qui sont ouverts sur des faces opposées du tube. En d’autres termes, un premier dégagement de matière forme une rainure s’étendant longitudinalement en étant ouverte sur une première face principale du tube et un deuxième dégagement de matière forme une rainure s’étendant longitudinalement en étant ouverte sur une deuxième face principale du tube. Dans une variante de réalisation de l’invention, le dégagement de matière est en partie délimité par des parois latérales en regard l’une de l’autre, appartenant aux ensembles de circulation de fluide.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le pont de matière forme sur la coupe transversale du tube une ligne brisée dont un premier segment est relié au premier ensemble de circulation de fluide et dont un deuxième segment joint le premier segment à un troisième et dernier segment de la ligne brisée, le troisième segment étant relié au deuxième ensemble de circulation de fluide, le premier et le troisième segment s’inscrivant sur des droites distinctes parmi les deux droites parallèles, le deuxième segment correspondant à une paroi du pont de matière séparant deux dégagements de matière. Dans ce mode de réalisation, le deuxième segment est donc plus ou moins incliné par rapport à la direction des droites parallèles selon la somme des largeurs des premier et troisième segments par rapport à la largeur du pont de matière, transversalement au tube. Notamment lorsque les premier et troisième segments couvrent ensemble la largeur du pont de matière, le deuxième segment est orthogonal à la direction transversale. Bien sûr la notion de ligne brisée et de segments dans ce mode de réalisation est à relativiser en fonction de la façon dont le pont de matière est fabriqué, notamment une courbure peut exister sur le pont de matière pour relier chaque segment.
Dans ce mode de réalisation de l’invention, la longueur du deuxième segment est par exemple comprise entre 20 et 60 % de la longueur de la ligne brisée, les longueurs étant mesurées dans un plan de la coupe transversale du tube.
Selon une caractéristique préférée du dispositif de régulation thermique selon l’invention, la boîte de distribution comporte une ou plusieurs nervures comblant chacun des deux dégagements de matière lorsque le tube et la boîte de distribution sont solidarisés. Cette ou ces nervures séparent de plus avantageusement la communication entre la chambre d’arrivée et le premier ensemble de circulation de fluide, de la communication entre la chambre de retour et le deuxième ensemble de circulation de fluide. En particulier, ces nervures forment une paroi centrale séparant les chambres d’arrivée et de retour dans la boîte de distribution.
Selon une autre caractéristique préférée, la boîte de distribution comporte une portion de réception de forme complémentaire à l’extrémité longitudinale du tube, l’extrémité longitudinale du tube étant emboîtée dans la portion de réception. Cette forme complémentaire réalisée notamment grâce aux nervures mentionnées plus haut, permet d’assurer l’étanchéité entre la boîte de distribution et le tube. Le tube est par exemple brasé avec la boîte de distribution une fois le tube inséré dans celle-ci. La boîte de distribution, contrairement au tube, est préférentiellement réalisée par emboutissage d’une plaque métallique par exemple en aluminium. En variante la boîte de distribution est usinée. D’autres matières que l’aluminium sont bien sûr envisageables dès lors qu’elles sont conductrices thermiquement avec une tenue mécanique suffisante pour ne pas se déformer sous la pression du fluide caloporteur.
Par exemple, la boîte de distribution (100) est formée par deux coques (111, 112) fixées l’une sur l’autre, chaque coque (111, 112) comportant un premier évidement (411) formant une moitié de la première chambre et un deuxième évidement (421) formant une moitié de la deuxième chambre, et dans lequel la boîte de distribution (100) comporte une ou plusieurs nervures (441, 442) sur chaque coque (111, 112), disposées entre les moitiés de chambre des coques (111, 112).
Dans un exemple particulier, la boîte de distribution est formée par deux coques fixées l’une sur l’autre, chaque coque comportant un premier évidement formant une moitié de la chambre d’arrivée et un deuxième évidement formant une moitié de la chambre de retour, et la boîte de distribution comporte une ou plusieurs nervures sur chaque coque, disposées entre les moitiés de chambre des coques. Les évidements formant les chambres d’une part, et les nervures d’autre part, sont facilement formées par emboutissage de plaques métalliques formant chacune une des deux coques, qui sont brasées ou soudées ensuite l’une sur l’autre pour former la boîte de distribution. Les nervures séparent longitudinalement les deux évidements sur chacune des coques. Lorsque le tube est inséré dans celle-ci, les nervures forment une paroi centrale séparant les deux chambres, et comblent les dégagements de matière formés par le pont de matière, en s’étendant jusqu’à un bord longitudinal de la boîte de distribution formant une extrémité longitudinale de la portion de réception. Dans cette disposition, les nervures s’étendent donc longitudinalement au-delà des parois du pont de matière depuis le tube vers la boîte de distribution.
Dans le mode de réalisation où le pont de matière forme trois segments en coupe transversale, une des coques comporte une nervure en contact avec une paroi latérale appartenant au premier ensemble de circulation de fluide, et avec des parois du pont de matière correspondant au premier segment et au deuxième segment, et l’autre des coques comporte une nervure en contact avec une paroi latérale appartenant au deuxième ensemble de circulation de fluide, et avec des parois du pont de matière correspondant au troisième segment et au deuxième segment, les nervures s’étendant sur une épaisseur du premier ou du deuxième ensemble de circulation de fluide comprise entre leurs deux bords longs.
Selon une caractéristique préférée de l’invention, au moins une des nervures comporte une butée longitudinale apte à venir en appui contre une face d’extrémité longitudinale du pont de matière lorsque le tube et la boîte de distribution sont solidarisés. En venant en appui sur l’épaisseur du pont de matière, la butée longitudinale bloque toute fuite interne entre le premier ensemble de circulation et le deuxième ensemble de circulation. La butée longitudinale prolonge en effet la nervure orthogonalement aux directions transversale et longitudinale en vis-à-vis de toute l’épaisseur du pont de matière, ou d’une épaisseur suffisante pour que lors du brasage du tube et de la boîte, l’étanchéité entre les chambres de retour et d’arrivée soit complète. La butée longitudinale forme donc une surépaisseur de la nervure, qui prolonge la nervure de sorte à occuper toute l’épaisseur de la boîte de distribution entre les chambres d’arrivée et de retour. Suivant le processus d’assemblage tube-boîte, la butée longitudinale n’atteint pas forcément le pont de matière sur la face d’extrémité du tube. Dans ce cas une fuite interne entre les deux ensembles de circulation est tout de même limitée par la surépaisseur formée par la butée longitudinale sur la nervure, au-delà de la distance entre le tube et la butée longitudinale, cette distance étant limitée du fait que la découpe du tube ne forme pas de bavure longitudinale.
L’invention concerne aussi un système de stockage d’énergie électrique comprenant plusieurs composants dont le fonctionnement est sensible à la température, notamment des ensembles d’organes de stockage d’énergie électrique, et au moins un dispositif de régulation thermique selon l’invention, le tube du dispositif de régulation thermique étant fermé, du côté opposé à la boîte de distribution du dispositif de régulation thermique, par une boîte de renvoi du dispositif de régulation thermique, la boîte de renvoi faisant communiquer le premier ensemble de circulation de fluide avec le deuxième ensemble de circulation de fluide du tube.
De préférence, le système de stockage d’énergie électrique selon l’invention comporte un premier et un deuxième dispositifs de régulation thermique selon l’invention, configurés pour être reliés de manière étanche par coopération directe de la tubulure d’entrée du premier dispositif de régulation thermique, avec une tubulure de desserte reliée à la chambre d’arrivée du deuxième dispositif de régulation thermique, et de la tubulure de sortie du premier dispositif de régulation thermique, avec une tubulure d’évacuation reliée à la chambre de retour du deuxième dispositif de régulation thermique.
L’invention concerne encore un procédé de fabrication d’un tube d’un dispositif de régulation thermique selon l’invention, comportant :
- une étape de fabrication par extrusion ou usinage, d’un profil du tube du dispositif de régulation thermique, formant les ensembles de circulation et le pont de matière du tube, - une étape de prédécoupe d’une partie du profil du tube le long des droites parallèles en un emplacement espacé longitudinalement d’une longueur du tube par rapport à une extrémité longitudinale du profil du tube, et
- une étape de séparation de la partie prédécoupée par écartement longitudinal de la partie prédécoupée d’une partie non prédécoupée du profil du tube, délivrant le tube. L’invention concerne enfin un procédé d’assemblage d’un dispositif de régulation thermique selon l’invention, au cours duquel :
- on forme la boîte de distribution par assemblage des deux coques l’une contre l’autre,
- on insère l’extrémité longitudinale du tube à l’intérieur de la boîte de distribution jusqu’à ce que la butée longitudinale d’une nervure d’une des deux coques de la boîte de distribution soit au contact du pont de matière, et
- on brase l’ensemble formé par le tube ainsi inséré dans la boîte de distribution. Dans ce procédé d’assemblage, le tube est obtenu par exemple selon le procédé de fabrication selon l’invention.
En variante dans le procédé d’assemblage, lors de l’étape d’insertion, on insère l’extrémité longitudinale du tube à l’intérieur de la boîte de distribution par mouvement de celle-ci jusqu’à ce qu’elle s’arrête contre une butée externe au dispositif de régulation thermique et placée à une distance prédéterminée entre une première corrugation du tube et l’extrémité longitudinale. Dans cette variante, la longueur de l’extrémité longitudinale du tube insérée dans la boîte de distribution ne correspond généralement pas à un contact entre la butée longitudinale et l’extrémité longitudinale du tube, ce qui crée une légère fuite entre le premier ensemble de circulation de fluide et le second ensemble de circulation sans générer de fuite à l’extérieur du dispositif de régulation. Cette variante permet de s’affranchir d’un maillon de chaîne de cotes notamment entre un élément de la boîte de distribution et la face d’extrémité longitudinale du tube.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
[fig 1] déjà commentée en relation avec l’art antérieur, représente en perspective une partie d’un tube et d’une boîte de distribution d’un dispositif de régulation thermique d’un système de stockage d’énergie,
[fig 2] représente en perspective une face d’extrémité du tube de la figure 1, [fig 3A] également déjà commentée en relation avec l’art antérieur, est une autre vue de la face d’extrémité du tube du dispositif de régulation thermique de la figure 1,
[fig 3B] également déjà commentée en relation avec l’art antérieur, représente une vue d’une face d’extrémité d’un tube d’un autre dispositif de régulation thermique d’un système de stockage d’énergie,
[fig 4] représente en perspective un dispositif de régulation thermique selon l’invention, dans un mode de réalisation de l’invention,
[fig 5] représente en perspective un système de stockage d’énergie électrique selon l’invention, dans ce mode de réalisation de l’invention,
[fig 6] représente en perspective une vue rapprochée des raccordements fluidiques entre plusieurs dispositifs de régulation thermique du système de stockage d’énergie électrique de la figure 5,
[fig 7] représente une vue d’une face d’extrémité d’un tube du dispositif de régulation thermique de la figure 4,
[fig 8] est un agrandissement d’une partie de la figure 7 permettant de mieux visualiser un pont de matière reliant deux ensembles de circulation de fluide du tube,
[fig 9] est une vue en perspective d’une portion d’extrémité du tube de la figure 7, emboîtée dans une boîte de distribution du dispositif de régulation thermique de la figure 4,
[fig 10] est une vue en perspective reprenant celle de la figure 9, mais dans laquelle, la boîte de distribution étant formée de deux coques assemblées l’une sur l’autre, une des coques est non représentée afin de permettre de visualiser la face d’extrémité du tube dans la boîte de distribution,
[fig 11] est une vue en coupe transversale de la portion d’extrémité du tube emboîtée dans la boîte de distribution selon la figure 9,
[fig 12] est une vue en perspective de la coque représentée figure 10,
[fig 13] représente une vue d’une face d’extrémité d’un tube d’un dispositif de régulation thermique selon l’invention, dans une variante de réalisation de l’invention,
[fig 14] représente des étapes d’un procédé de fabrication d’un tube d’un dispositif de régulation thermique selon l’invention dans un mode de réalisation de l’invention, [fig 15] représente des étapes d’un procédé d’assemblage d’un dispositif de régulation thermique selon l’invention dans un mode de réalisation de l’invention, et
[fig 16] est une vue en coupe selon le plan A-A de la figure 10, rendant plus particulièrement visible la coopération d’une surépaisseur présente sur une coque de la boite de distribution et d’un pont de matière spécifique du tube.
La figure 4 illustre un mode de réalisation d’un dispositif de régulation thermique 4 selon l’invention, comportant un tube 60 en aluminium dont une extrémité longitudinale est emboîtée dans une boîte de distribution 100 et l’autre extrémité longitudinale est emboîtée dans une boîte de renvoi 20. En effet, dans ce dispositif de régulation thermique 4, la circulation du fluide est dite en U, c’est-à dire avec la même portion de fluide caloporteur qui circule dans deux sens contraires SI, S2 de circulation au sein du tube 60. Le dispositif de régulation thermique 4 comporte des corrugations pour optimiser sa surface d’échange avec des cellules cylindriques de batterie. Notamment une première corrugation 63 du tube est positionnée de sorte que les tubulures de la boîte de distribution 100 soient coaxiales à d’autres tubulures d’une autre boîte de distribution 100 comme expliqué ci-après.
Plus précisément, le fluide caloporteur arrive dans le dispositif de régulation thermique 4 par une tubulure d’entrée 18b reliée de manière étanche à une chambre d’arrivée 410 (référencée figure 9) de la boîte de distribution 100, pénètre dans un premier ensemble de circulation 61 du tube 60, circule dans le premier sens SI jusqu’à la boîte de renvoi 20 qui le détourne vers un deuxième ensemble de circulation 62 du tube 60. Une fois dans le deuxième ensemble de circulation 62, le fluide caloporteur circule dans le deuxième sens S2 jusqu’à une chambre de retour 420 (référencée figure 9) de la boîte de distribution 100, puis repart par une tubulure de sortie 18a reliée de manière étanche à la chambre de retour 420. Comme détaillé plus loin en relation avec la figure 6, d’autres tubulures coaxiales aux tubulures d’entrée 18b et de sortie 18a sont prévues sur la boîte de distribution 100, pour communiquer fluidiquement avec d’autres boîtes de distribution d’autres dispositifs de régulation thermique selon l’invention.
Le dispositif de régulation thermique 4 est en effet utilisé pour refroidir un système de stockage d’énergie électrique 1 représenté figure 5, prévu notamment pour équiper un véhicule électrique ou hybride. Ce système de stockage d’énergie électrique 1 comporte un ensemble d’organes de stockage d’énergie électrique 2, ici des cellules cylindriques 2, accumulatrices d’énergie et connectées électriquement les unes aux autres en série. Les cellules cylindriques 2 sont disposées verticalement, c’est-à-dire perpendiculairement au plan dans lequel s’inscrit principalement le système de stockage d’énergie électrique.
Le système de stockage d’énergie électrique 1 comporte plusieurs dispositifs de régulation thermique 4 comportant chacun un tube 60, agencé entre deux rangées 3 de cellules cylindriques 2, ou flanquant une telle rangée 3 en bordure du système de stockage d’énergie 1, de telle sorte à permettre un échange thermique entre les dispositifs de régulation thermique 4 et les cellules cylindriques 2. Les tubes 60 sont ondulés afin de permettre une surface d’échange optimale avec les cellules cylindriques 2. Ils sont réalisés par exemple en aluminium.
L’agencement des dispositifs de régulation thermique 4 est tel que les boîtes de retour 20 des dispositifs de régulation thermique 4 se retrouvent d’un même côté du système de stockage d’énergie 1, à l’extérieur des rangées 3 de cellules cylindriques 2. De même, les boîtes de distribution 100 des dispositifs de régulation thermique 4 se retrouvent toutes du côté opposé du système de stockage d’énergie 1, à l’extérieur des rangées 3 de cellules cylindriques 2. De ce fait, un système de raccordement 18, détaillé ci-après, permet de connecter toutes les boîtes de distribution 100 entre elles, de sorte qu’elle puisse recevoir un fluide caloporteur provenant d’une même arrivée 14 de fluide caloporteur pour tout le système de stockage d’énergie 1, et que ce fluide caloporteur puisse être évacué par une même évacuation 16 de fluide caloporteur pour tout le système de stockage d’énergie 1.
Comme visible figure 6, le système de raccordement 18 prévoit pour chaque dispositif de régulation thermique 4 compris entre deux rangées 3 de cellules cylindriques 2 :
- une tubulure d’entrée 18b desservant la chambre d’arrivée de la boîte de distribution 100 du dispositif de régulation thermique 4,
- une tubulure de sortie 18a, référencée figure 4 et non visible sur la figure 6 car logée dans une autre tubulure du tube adjacent, ladite tubulure de sortie étant desservie par la chambre de retour 420 de la boîte de distribution 100 du dispositif de régulation thermique 4,
- une tubulure de desserte 18c apte à être emboîtée dans une tubulure d’entrée 18b de la boîte de distribution 100 d’un dispositif de régulation thermique 4 adjacent au dispositif de régulation thermique 4 comportant cette tubulure de desserte 18c, et - une tubulure d’évacuation 18e apte à recevoir une tubulure de sortie 18a de la boîte de distribution 100 d’un dispositif de régulation thermique 4 adjacent au dispositif de régulation thermique 4 comportant cette tubulure d’évacuation 18e.
Chaque tubulure de desserte 18c comporte notamment un joint toroidal 36 permettant d’assurer l’étanchéité de son emboîtement dans une tubulure d’entrée 18b, et chaque tubulure de sortie 18a comporte un joint toroidal permettant d’assurer l’étanchéité de son emboîtement dans une tubulure d’évacuation 18e. Les joints 36 sont maintenus radialement serrés par l’emboîtement des tubulures correspondantes, qui sont maintenus l’une dans l’autre par la présence d’une bague 52 empêchant leur déplacement axial relatif.
Bien sûr, en variante d’autres possibilités de raccordement existent et sont utilisables.
Le tube 60 de ce mode de réalisation de l’invention est représenté figure 7, vu en coupe transversale, c’est-à-dire dans un plan orthogonal à une direction longitudinale orientée selon la longueur du tube 60.
Cette coupe transversale montre le tube 60 d’une part selon sa largeur, correspondant à la plus grande dimension du tube 60 sur cette coupe transversale, et au sens d’alignement des canaux 8 les uns par rapport aux autres dans chaque ensemble de circulation de fluide 61, 62, et d’autre part selon son épaisseur, dans un sens orthogonal à celui de la largeur du tube. Les canaux 8 sont séparés deux à deux, dans le sens de largeur du tube 60, par une paroi 50. On constate que le tube 60 est très fin, de l’ordre de quelques millimètres, un seul canal 8 pouvant être logé dans le sens de l’épaisseur du tube 60, ce qui permet une découpe du tube 60 en sortie d’une filière d’extrusion par une première étape de prédécoupe puis une deuxième étape d’étirage.
Le premier ensemble de circulation de fluide 61 présente donc dans la largeur du tube 60 sur cette coupe transversale, un premier bord long 612 qui s’inscrit sur une première droite dl, et un deuxième bord long 611 opposé qui s’inscrit sur une deuxième droite d2 sensiblement parallèle à la première droite dl.
De même, le deuxième ensemble de circulation de fluide 62 présente dans la largeur du tube 60 sur cette coupe transversale, un premier bord long 622 qui s’inscrit sur la première droite dl, et un deuxième bord long 621 qui s’inscrit sur la deuxième droite d2.
Les premier et deuxième ensembles de circulation de fluide 61, 62 sont reliés par un pont de matière 64, visible plus en détail en coupe transversale sur la figure 8. Le pont de matière 64 forme sur cette coupe transversale, une ligne brisée formée :
- d’un premier segment 641 s’inscrivant sur la première droite dl et relié au premier bord long 612 du premier ensemble de circulation 61,
- d’un deuxième segment 642 relié au premier segment 641, et
- d’un troisième segment 643 relié au deuxième segment 642 et au deuxième bord long 621 du deuxième ensemble de circulation 62, en s’inscrivant sur la deuxième droite d2.
Le deuxième segment 642 fait le lien entre le premier segment 641 et le troisième segment 643 respectivement disposés d’un côté du tube de sorte que ce deuxième segment est orthogonal ou oblique par rapport aux deux autres segments 641, 643. Sa longueur est d’environ un tiers de la longueur de la ligne brisée : ainsi l’étendue du pont de matière qui est escamotée dans l’épaisseur du tube, c’est-à-dire qui n’est pas inscrit dans l’une ou l’autre des droites dl, d2 définissant les bords longs, est limitée par rapport à l’étendue transversale du pont de matière. Ceci permet de limiter l’étendue du pont de matière qui n’est pas prédécoupée avant l’étape d’étirage et donc de limiter le risque d'apparition de bavure lors de l’étirage du tube 60.
La ligne brisée présente des formes arrondies entre chacun des segments 641, 642, 643, qui correspondent à des bandes de matière longitudinales formant le pont de matière 64 tout le long du tube 60, celui-ci étant formé par extrusion dans ce mode de réalisation de l’invention. Ces bandes de matière dessinent deux rainures longitudinales sur le tube 60, correspondant à deux dégagements de matière sur la largeur du tube 60.
Un premier dégagement de matière 645 (référencé figures 7 et 8) correspondant à une première rainure, est délimité par des parois correspondant sur la figure 8, à :
- un segment 613 correspondant à une paroi latérale du premier ensemble de circulation 61, et plus particulièrement à un bord court de ce premier ensemble de circulation 61 proximal au pont de matière 64,
- le premier segment 641 du pont de matière 64, et
- le deuxième segment 642 du pont de matière 64.
Un deuxième dégagement de matière 647 (référencé notamment figures 7 et 8) correspondant à une deuxième rainure, est délimité par des parois correspondant sur la figure 8, à : - un segment 623 correspondant à une paroi latérale du deuxième ensemble de circulation 62, et plus particulièrement à un bord court du deuxième ensemble de circulation 62, proximal au pont de matière 64,
- le troisième segment 643 du pont de matière 64, et
- le deuxième segment 642 du pont de matière 64.
Une des extrémités longitudinales du tube 60 est insérée dans la boîte de distribution 100 du dispositif de régulation 4 selon l’invention, comme représenté figure 9, puis brasée avec la boîte de distribution 100. La partie de cette extrémité longitudinale insérée dans la boîte de distribution 100 est appelée zone de jonction 600.
Sur la figure 9, une direction longitudinale L à laquelle fait référence le terme
« longitudinal » est orientée selon la longueur du tube 60, une direction transversale T est orientée selon la largeur du tube 60, et une direction E orthogonale aux directions transversale T et longitudinale L est orientée selon l’épaisseur du tube 60. Ces directions sont utilisées également pour positionner la boîte de distribution 100 sur les figures 9, 10 et 12. Notamment la plus grande dimension de la boîte de distribution 100 est orientée selon la direction transversale T, cette plus grande dimension étant orientée selon la largeur du tube 60 lorsque celui-ci est emboîté dans la boîte de distribution 100. De même une dimension intermédiaire de la boîte de distribution 100, orientée dans le sens d’insertion du tube 60, est orientée selon la direction longitudinale L, et la plus petite dimension ou épaisseur de la boîte de distribution 100 est orientée selon la direction E.
La boîte de distribution 100 est formée de deux coques 111, 112 assemblées l’une contre l’autre puis brasées. Elle est en effet en aluminium, dans ce mode de réalisation de l’invention. En variante elle peut être d’une autre matière, métallique ou polymère par exemple.
Chaque coque 111, 112 comporte un premier évidement 411 (visible figure 10) formant une moitié de la chambre d’arrivée 410 et un deuxième évidement 421 (visible figure 10) formant une moitié de la chambre de retour 420. Ces évidements sont par exemple formés par emboutissage.
La chambre d’arrivée 410 est percée d’un orifice d’entrée bordé d’une embase cylindrique 181 destinée à recevoir la tubulure d’entrée 18b, et d’un orifice de desserte coaxial à l’orifice d’entrée, l’orifice de desserte étant bordé d’une embase cylindrique 183 destinée à recevoir la tubulure de desserte 18c. De même, la chambre de retour 420 est percée d’un orifice de sortie bordé d’une embase cylindrique 182 destinée à recevoir la tubulure de sortie 18a, et d’un orifice d’évacuation coaxial à l’orifice de sortie, l’orifice d’évacuation étant bordé d’une embase cylindrique 184 destinée à recevoir la tubulure d’évacuationl8e.
La boîte de distribution 100 comporte une portion de réception de forme complémentaire à la zone de jonction 600 du tube 60, emboîtée dans cette portion de réception. Comme visible sur la figure 11 montrant en coupe l’assemblage du tube 60 avec la boîte de distribution 100 au niveau de la zone de jonction 600, la zone de réception formée par les coques 111, 112 épouse parfaitement le contour du tube 60 sur la zone de jonction 600, y compris au niveau du pont de matière 64. Cela garantit l’étanchéité entre le tube 60 et la boîte de distribution 100.
Pour ce faire, la coque 111 comporte une première nervure 441 complémentaire à la première rainure formée par le pont de matière 64 au niveau de la zone de jonction 600, et la coque 112 comporte une deuxième nervure 442 complémentaire à la deuxième rainure formée par le pont de matière 64 au niveau de la zone de jonction 600.
Comme visible sur les figures 10 et 12, ces nervures 441, 442, formées par exemple par emboutissage, participent à séparer la chambre d’arrivée 410 de la chambre de retour 420, en formant une paroi centrale entre ces deux chambres, et donc participent à l’étanchéité entre la chambre d’arrivée 410 et la chambre de retour 420.
Les nervures 441, 442 s’étendent longitudinalement entre les deux chambres depuis un bord de chaque coque 111, 112, proximal au tube 60, jusqu’à une zone non emboutie de la coque 111, 112 s’étendant au voisinage du bord opposé de la coque 111, 112. Les zones non embouties des coques 111, 112 sont plaquées l’une sur l’autre lors de l’assemblage des coques 111, 112 puis brasées, et prolongent ainsi longitudinalement l’étanchéité entre les deux chambres jusqu’au bord opposé de chaque coque 111, 112.
Les nervures 441, 442 ont une épaisseur s’étendant sur la coque 111 ou 112 dans la direction E sensiblement égale à la profondeur des dégagements de matière 645, 647 correspondants dans lesquels les nervures sont respectivement destinées à s’engager. En d’autres termes, chaque nervure s’étend jusqu’à une paroi du pont de matière 64 correspondant au premier segment 641 ou au troisième segment 643.
De ce fait lorsque le tube 60 est inséré dans la boîte de distribution 100, les nervures ne ferment pas à elles seules la circulation de fluide caloporteur entre la chambre d’arrivée 410 et la chambre de retour 420 car elles sont séparées l’une de l’autre, selon cette direction E, de l’épaisseur du pont de matière. Pour y remédier, au moins une des nervures 441, 442 comporte une surépaisseur 443, 444 s’étendant dans la direction E jusqu’à la paroi de la coque 112, 111 à laquelle elle n’appartient pas. Cette surépaisseur 443, 444 s’étend par ailleurs dans la direction longitudinale L depuis le bord d’extrémité longitudinale 640 du pont de matière 64 jusqu’aux zones non embouties des coques 111, 112.
Tel que cela est notamment visible sur la figure 16 dont la vue en coupe rend visible cet agencement pour l’une des nervures, chaque nervure 441, 442 comporte donc, pour compléter l’étanchéité entre les deux chambres, une telle surépaisseur 443, 444 qui forme selon la direction E une saillie par rapport à la nervure qui la porte.
Chaque surépaisseur prend naissance longitudinalement à distance du bord de la coque 111, 112 d’où débute la nervure 441, 442, afin que la distance longitudinale entre le début de la nervure 441, 442 et le début de la surépaisseur 443, 444 permette l’insertion du bord d’extrémité longitudinal 640 du pont de matière 64 et donc de la zone de jonction 600 du tube 60 dans la boîte de distribution 100. Les extrémités longitudinales des surépaisseurs 443, 444 au niveau des zones non embouties sont arrondies, tandis que les extrémités longitudinales opposées des surépaisseurs 443, 444 forment une surface plane de recouvrement du bord d’extrémité longitudinale 640 du pont de matière 64. En d’autres termes, cette surface plan s’étend dans un plan parallèle à la direction transversale T et à la direction E donc parallèle au bord d’extrémité longitudinale 640 du pont de matière.
Chaque surépaisseur 443, 444 d’une coque forme ainsi, lorsque le tube 60 et la boîte de distribution 100 sont solidarisés, une butée longitudinale pour le pont de matière 64 apte à être en appui contre le bord d’extrémité longitudinale 640 de ce pont de matière 64, et une butée dans l’épaisseur de la boîte de distribution apte à être en appui contre la coque opposée. Lorsqu’une des surépaisseurs 443, 444 est au contact du bord d’extrémité longitudinal du pont de matière lors du brasage du tube 60 et de la boîte de distribution 100, l’étanchéité entre les deux chambres est complète. Il suffit donc d’une seule surépaisseur 443, 444 pour assurer cette étanchéité complète. Deux surépaisseurs permettent néanmoins de symétriser la boîte de distribution 100 et de faciliter la circulation du fluide caloporteur entre les chambres et les canaux 8. Il est à noter que pour former le contact entre les zones non embouties à l’extrémité arrondie de la surépaisseur 443 de la coque 111, les évidements 411 des coques 111, 112 formant la chambre d’arrivée 410 n’ont pas la même dimension transversale. En effet l’évidement 411 sur la coque 112 coiffe cette surépaisseur 443, le contour de l’évidement 411 épousant cette extrémité arrondie de la surépaisseur 443. De façon similaire, pour former le contact entre les zones non embouties à l’extrémité arrondie de la surépaisseur 444 de la coque 112, les évidements 421 des coques 111, 112 formant la chambre de retour 420 n’ont pas la même dimension transversale. L’évidement 421 sur la coque 111 coiffe cette surépaisseur 444, le contour de l’évidement 421 épousant cette extrémité longitudinale de la surépaisseur 444.
De plus, en fonction du procédé d’assemblage tube — boîte utilisé, le contact entre les surépaisseurs 443, 444 et le bord d’extrémité longitudinal du pont de matière 64 n’est pas toujours réalisé, ce qui génère une légère fuite interne entre la chambre d’arrivée 410 et la chambre de retour 420, mais les dimensions de cette légère fuite sont maîtrisées grâce à une coupe du tube 60 sans bavure.
La figure 13 montre une variante de réalisation d’un tube d’un autre dispositif de régulation thermique selon l’invention, dans laquelle les premier et deuxième ensembles de circulation 61 et 62 sont reliés par un pont de matière 64b, ce pont de matière formant en coupe transversale, un seul segment reliant des bords longs des premier et deuxième ensembles de circulation 61 et 62, ces bords longs s’inscrivant sur une même droite. Dans cette variante, une seule nervure est formée dans la boîte de distribution de cet autre dispositif de régulation thermique selon l’invention, cette unique nervure ayant en coupe transversale, une forme complémentaire au pont de matière 64b. Cette nervure est de plus surmontée d’une surépaisseur formant une butée longitudinale, de manière similaire à l’une des surépaisseurs 443, 444 du mode de réalisation principal de l’invention.
On décrit maintenant en relation avec la figure 14, un procédé de fabrication 300 du tube 60 du dispositif de régulation thermique 4 selon l’invention. Le procédé de fabrication 300 comporte :
- une étape de fabrication 302 par extrusion d’un profil du tube 60 du dispositif de régulation thermique 4, formant les ensembles de circulation 61, 62 et le pont de matière 64, - une étape de prédécoupe 304 d’une partie du profil du tube 60 ainsi fabriqué, cette prédécoupe s’effectuant transversalement au tube 60 le long des droites parallèles dl, d2,
- une étape de séparation 306 de la partie ainsi prédécoupée en écartant longitudinalement la partie prédécoupée de reste du profil du tube 60.
L’étape de prédécoupe est effectuée, par exemple à intervalles réguliers, de telle sorte que la distance entre l’extrémité libre du profil du tube 60 et la prédécoupe correspond à la longueur du tube 60.
La partie prédécoupée et séparée forme le tube 60 du dispositif de régulation thermique 4. Il est à noter que dans ce mode de réalisation, chaque étape de prédécoupe et de séparation forme une extrémité du reste du profil du tube 60, non encore prédécoupé, qui servira à fabriquer un autre tube.
Une fois le tube 60 fabriqué, un procédé d’assemblage 200 du dispositif de régulation thermique 4 selon l’invention, représenté figure 15, est mis en œuvre.
Dans une première étape 202 du procédé d’assemblage 200, on forme la boîte de distribution 100 par superposition des deux coques 111, 112 l’une contre l’autre. Les coques sont réalisées parallèlement au procédé de fabrication du tube, par exemple via une station d’emboutissage.
Puis dans une deuxième étape 204 du procédé d’assemblage 200, on insère une extrémité longitudinale du tube 60 à l’intérieur de la boîte de distribution 100 jusqu’à ce que les butées longitudinales 443, 444 des nervures 441, 442 des coques 411 soient au contact du pont de matière 64.
Enfin dans une troisième étape 206, on brase l’ensemble formé par la boîte de distribution 100 et le tube 60 ainsi inséré dans la boîte de distribution 100.
En variante, notamment si l’on veut s’affranchir d’un maillon de chaîne de cotes entre l’extrémité longitudinale du tube 60 et une corrugation 63 du tube 60 proximale à cette extrémité longitudinale, lors de la deuxième étape 204, on insère l’extrémité longitudinale du tube 60 à l’intérieur de la boîte de distribution 100 en amenant celle-ci contre une butée externe au dispositif de régulation thermique 4 et placée à une distance prédéterminée entre la première corrugation 63 du tube 60 et son extrémité longitudinale. Cette variante n’assure généralement pas une étanchéité complète entre les chambres d’arrivée 410 et de retour 420, mais la fuite interne éventuellement créée est limitée.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment les caractéristiques des différents modes ou variantes de réalisation peuvent être combinées pour réaliser l’invention, dans la mesure où ces modes ou variantes ne sont pas incompatibles entre eux.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de régulation thermique (4) pour le refroidissement et/ ou le chauffage de composants (2) dont le fonctionnement est sensible à la température, ces composants étant notamment destinés au stockage d’énergie et pouvant être des cellules de batterie d’organes de stockage d’énergie électrique (1), le dispositif de régulation thermique (4) comportant :
- une boîte distribution (100) configurée pour être reliée à une tubulure de fluide, la boîte de distribution (100) comportant une première chambre de fluide et une deuxième chambre de fluide,
- un tube (60) à deux ensembles (61, 62) de circulation de fluide solidarisés par un pont de matière (64), chaque ensemble comprenant une pluralité de canaux de circulation le long desquels le fluide caloporteur circule d’une extrémité longitudinale du tube à l’autre, un premier ensemble de circulation de fluide (61) communiquant avec la première chambre et un deuxième ensemble de circulation de fluide (62) communiquant avec la deuxième chambre, les ensembles de circulation de fluide (61, 62) présentant chacun, sur une coupe transversale du tube (60), des bords longs (621, 622, 611, 612) qui s’inscrivent sur deux droites parallèles (dl, d2), le dispositif de régulation thermique (4) étant caractérisé en ce qu’au moins à une extrémité longitudinale du tube (60) apte à s’emboîter dans la boîte de distribution (100), le pont de matière (64) forme sur la coupe transversale du tube (60) au moins un segment (641, 643) prolongeant l’un des ensembles de circulation de manière à s’inscrire sur l’une des droites parallèles (dl, d2) et délimitant au moins en partie un dégagement de matière (645, 647) entre les deux ensembles de circulation de fluide (61, 62), le dégagement de matière (645, 647) s’étendant sur une épaisseur du tube (60) comprise entre les deux droites parallèles (dl, d2).
2. Dispositif de régulation thermique (4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dégagement de matière (645, 647) forme sur le tube (60) une rainure s’étendant longitudinalement sur le tube (60).
3. Dispositif de régulation thermique (4) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le pont de matière (64) forme sur la coupe transversale du tube (60) une ligne brisée dont un premier segment (641) est relié au premier ensemble de circulation de fluide (61) et dont un deuxième segment (642) joint le premier segment (641) à un troisième et dernier segment (643) de la ligne brisée, le troisième segment (643) étant relié au deuxième ensemble de circulation de fluide (62), le premier (641) et le troisième segment (643) s’inscrivant sur des droites distinctes parmi les deux droites parallèles (dl, d2), le deuxième segment (642) correspondant à une paroi du pont de matière (64) séparant deux dégagements de matière (645, 647).
4. Dispositif de régulation thermique (4) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur du deuxième segment (642) est comprise entre 20 et 60 % de la longueur de la ligne brisée, les longueurs étant mesurées dans un plan de la coupe transversale du tube (60).
5. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la boîte de distribution (100) comporte une ou plusieurs nervures (441, 442) comblant chacun des deux dégagements de matière (645, 647) lorsque le tube (60) et la boîte de distribution (100) sont solidarisés.
6. Dispositif de régulation thermique (4) selon la revendication 5, dans lequel la boîte de distribution (100) comporte une portion de réception de forme complémentaire à l’extrémité longitudinale du tube (60), l’extrémité longitudinale du tube (60) étant emboîtée dans la portion de réception.
7. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une quelconque des revendications 5 à 6, dans lequel la boîte de distribution (100) est formée par deux coques (111, 112) fixées l’une sur l’autre, chaque coque (111, 112) comportant un premier évidement (411) formant une moitié de la première chambre et un deuxième évidement (421) formant une moitié de la deuxième chambre, et dans lequel la boîte de distribution (100) comporte une ou plusieurs nervures (441, 442) sur chaque coque (111, 112), disposées entre les moitiés de chambre des coques (111, 112).
8. Dispositif de régulation thermique (4) selon les revendications 6 et 7 prise dans la dépendance de la revendication 3, dans lequel une des coques (111) comporte une nervure (441) en contact avec une paroi latérale appartenant au premier ensemble de circulation de fluide (61), et avec des parois du pont de matière (64) correspondant au premier segment (641) et au deuxième segment (642), et dans lequel l’autre des coques (112) comporte une nervure (442) en contact avec une paroi latérale appartenant au deuxième ensemble de circulation de fluide (62), et avec des parois du pont de matière (64) correspondant au troisième segment (643) et au deuxième segment (642), les nervures (441, 442) s’étendant sur une épaisseur du premier (61) ou du deuxième ensemble de circulation de fluide (62) comprise entre leurs deux bords longs (621, 612, 611, 612).
9. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel au moins une des nervures comporte une butée longitudinale (443) apte à venir en appui contre une face d’extrémité longitudinale du pont de matière (64) lorsque le tube (60) et la boîte de distribution (100) sont solidarisés.
10. Système de stockage d’énergie électrique (1) comprenant plusieurs composants (2) dont le fonctionnement est sensible à la température, notamment des ensembles (3) d’organes (2) de stockage d’énergie électrique, et au moins un dispositif de régulation thermique (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le tube (60) du dispositif de régulation thermique (4) étant fermé, du côté opposé à la boîte de distribution (100) du dispositif de régulation thermique (4), par une boîte de renvoi (20) du dispositif de régulation thermique (4), la boîte de renvoi (20) faisant communiquer le premier ensemble de circulation de fluide (61) avec le deuxième ensemble de circulation de fluide (62) du tube (60).
11. Procédé d’assemblage (200) d’un dispositif de régulation thermique (4) selon la revendication 10, au cours duquel :
- on forme (202) la boîte de distribution (100) par assemblage des deux coques (111, 112) l’une contre l’autre,
- on insère (204) l’extrémité longitudinale du tube (60) à l’intérieur de la boîte de distribution (100) jusqu’à ce que la butée longitudinale (443) d’une nervure d’une des deux coques de la boîte de distribution (100) soit au contact du pont de matière (64),
- on brase (206) l’ensemble formé par le tube (60) ainsi inséré dans la boîte de distribution (100).
12. Procédé de fabrication (300) d’un tube (60) d’un dispositif de régulation thermique (4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, comportant :
- une étape de fabrication (302) par extrusion ou usinage, d’un profil du tube (60) du dispositif de régulation thermique (4), formant les ensembles de circulation (61, 62) et le pont de matière (64) du tube (60),
- une étape de prédécoupe (304) d’une partie du profil du tube (60) le long des droites parallèles (dl, d2) en un emplacement espacé longitudinalement d’une longueur du tube (60) par rapport à une extrémité longitudinale du profil du tube (60), et
- une étape de séparation (306) de la partie prédécoupée par écartement longitudinal de la partie prédécoupée d’une partie non prédécoupée du profil du tube (60), délivrant le tube (60).
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