EP4673699A1 - Dispositif de regulation thermique pour le refroidissement d'organes de stockage d'energie electrique - Google Patents

Dispositif de regulation thermique pour le refroidissement d'organes de stockage d'energie electrique

Info

Publication number
EP4673699A1
EP4673699A1 EP24707784.5A EP24707784A EP4673699A1 EP 4673699 A1 EP4673699 A1 EP 4673699A1 EP 24707784 A EP24707784 A EP 24707784A EP 4673699 A1 EP4673699 A1 EP 4673699A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
regulation device
thermal regulation
distribution box
longitudinal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24707784.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Aurelie Bellenfant
Fethy DJALLAL
Julien VERON
Marc HERRY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo 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 EP4673699A1 publication Critical patent/EP4673699A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F28D1/035—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other with U-flow or serpentine-flow inside the conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F28D1/0325—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0477—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0478—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag the conduits having a non-circular cross-section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05358—Assemblies of conduits connected side by side or with individual headers, e.g. section type radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0219—Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F28F9/0221—Header boxes or end plates formed by stacked elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • 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 has 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 heat transfer fluid inlet and outlet pipes are connected to this distribution box.
  • the heat transfer fluid arriving via 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 are 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.
  • the inlet 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 inlet chamber to the return chamber, to prevent, for example, heat transfer fluid heated during its passage through the tube from passing from the second circulation assembly to the inlet chamber and being reinjected hot into the tube.
  • the inventors have designed such a regulation 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 of two shells assembled one on the other in particular by means of attachment tabs 40, only one of the shells 11 being shown in FIG. i, in order to visualize the interior of the tube 6 and the arrival and return chambers of the distribution box.
  • a regulation 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 of two shells assembled one on the other in particular by means of attachment tabs 40, only one of the shells 11 being shown in FIG. i, in order to visualize the interior 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
  • 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. Since 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 compared to its function. In addition, although the sealing zone 48 is thicker than a wall 50 delimiting two channels 8 of the same circulation assembly, it thermally transfers a lot of calories from the second circulation assembly 23 to the first circulation assembly 21, which is not desired. Finally, depending on the tube-distribution box assembly method chosen, it is not always possible to bring the ribs of the shells into contact with the sealing zone 48.
  • 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 a stop external to 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. distribution and the first corrugation, avoiding a link in the dimension chain and therefore reducing the necessary tolerance between the center of a tube 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 inventors have therefore designed another tube 6b of another regulating device shown in FIG. 3, 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 cutting operation transverse of the tube 6b previously emerging in the form of a profile from an extrusion die generates a longitudinal burr at the sealing zone 48b.
  • the cutting operation consists of a first pre-cutting step during which blades ci, C2 cut the profile on either side in a transverse direction T, that is to say along the width of the tube 6b, then in a second drawing step during which the tube 6b is separated longitudinally from the profile.
  • this second drawing step which causes the longitudinal burr at the sealing zone 48b, because 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 to allow contact between the ribs 44 and the sealing zone 48b at the end face 12b.
  • 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 the same tube while limiting the thermal conductivity and the fluid communication between these two circulation assemblies, and having a simple assembly, capable of allowing good alignment with another similar thermal regulation device without requiring restrictive manufacturing tolerances.
  • 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 insulated from each other thermally and fluidically, while reducing the manufacturing tolerances required in particular with respect to the tube of the thermal regulation device according to the invention.
  • 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, 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,
  • 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 arrival chamber and a second fluid circulation assembly communicating with the return chamber, the fluid circulation assemblies having, in cross-section of the tube, long edges inscribed on two parallel straight lines, the material bridge breaking the continuity of material on at least one of the parallel straight lines by forming at least one longitudinal clearance of material on the tube, the thermal regulation device being characterized in that the distribution box comprises at least one rib separating the arrival chamber from the return chamber, a portion of the rib being housed in the clearance of material at a junction zone of the tube with the distribution box. distribution and in that the material bridge comprises a notch opening on an end face of the tube, the distribution box comprising a longitudinal excess thickness forming a projection from the rib and housed at least partly in the notch.
  • the term “longitudinal” relates to a longitudinal direction which is understood as the direction along the main extension dimension of the tube, i.e. in the direction of its length.
  • a 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 comprises 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 effectively 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, except at its end comprising the notch, produced for example during a step of cutting an extruded profile of the tube.
  • the tube is machined, and the material bridge is not present over the entire longitudinal length of the tube, but over certain portions of this length and in particular at the end of the tube.
  • the material bridge is thinner than the strip of material of the prior art shown in FIG. 2.
  • the material bridge is in one piece and has only two ends transversely to the tube, for example being of a cross section similar to that of FIG. 3.
  • the assembly of the thermal regulation device according to the invention does not require great precision in the dimensioning of the end of the tube relative to a first corrugation of the tube or more generally to a first contact surface provided with an element to be cooled, the first corrugation or contact surface being that closest to the distribution box.
  • the production of the notch at the end of the material bridge makes it possible to eliminate the longitudinal burr created when cutting the tube, which allows better control of the relative positions of the distribution box and the tube.
  • the longitudinal excess thickness inserted in the notch makes it possible to greatly limit the circulation of fluid between the first circulation assembly and the second circulation assembly regardless of the longitudinal position of the longitudinal excess thickness in the notch, since this circulation will be controlled by the transverse position of the longitudinal excess thickness relative to the side walls of the circulation assemblies which frame it.
  • the seal between the circulation assemblies of the tube is complete. It should be noted that the longitudinal excess thickness extending orthogonally to the transverse and longitudinal directions can therefore merge with the rib if the latter stops longitudinally at the level of a bottom wall of the notch.
  • the clearance of material forming on the tube a groove extending longitudinally on the tube, the rib fills the groove on a longitudinal portion of the bridge of material, and the longitudinal excess thickness forms a longitudinal stop capable of coming against the bottom wall of the notch, the excess thickness starting on the rib in the notch and ending at a longitudinal end of the distribution box on the side opposite the tube.
  • a distance between a lateral edge of the longitudinal excess thickness and a lateral edge of the notch is between 0.02 and 0.2 times a width of the notch.
  • This distance is the most controllable in terms of dimension chain and guarantees low fluid circulation between the circulation assemblies even when the longitudinal excess thickness is quite far from a bottom wall of the notch, orthogonal to the lateral edges of the notch.
  • the width of the notch is of course the transverse distance between the lateral edges of the notch. This dimensioning makes it possible to limit an internal leak between the first circulation assembly and the second circulation assembly, so as to maintain an acceptable thermal efficiency of the thermal regulation device according to the invention.
  • the distance between an end edge of the longitudinal excess thickness and the bottom wall of the notch is non-zero but smaller than the distance between the end face of the tube and the end edge of the longitudinal excess thickness, these distances being measured longitudinally and therefore in the direction of the length of the tube. This further limits the passage of fluid from one circulation assembly to the other, in particular when the contours of the longitudinal excess thickness are rounded, which is the case when the distribution box is formed partly by stamping.
  • the distance between the end face of the tube and the end edge of the longitudinal excess thickness, when the tube is inserted into the distribution box, is greater than or equal to a radius of curvature characterizing a rounded edge between a lateral edge of the longitudinal excess thickness and the end edge of the longitudinal excess thickness.
  • the longitudinal excess thickness is in contact with the material bridge on the bottom wall of the notch, preventing any circulation of fluid between the circulation assemblies or limiting it to the maximum when the end edge of the longitudinal excess thickness is rounded.
  • the longitudinal excess thickness in fact makes it possible to cover the entire thickness of the tube, possibly in cooperation with another longitudinal excess thickness or another rib as explained below.
  • the distribution box comprises a receiving portion of a shape complementary to a longitudinal end portion of the tube in the junction zone, the longitudinal end of the tube being fitted into the receiving portion.
  • This complementary shape produced 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 recesses forming the chambers on the one hand, and the ribs on the other hand, are easily formed by stamping metal plates forming each one of the two shells, which are then brazed or welded to each other to form the distribution box.
  • the excess thickness(es) of the ribs are preferably formed by stamping and therefore do not necessarily correspond to an excess of material on the ribs, but to an extension of the latter in the direction of the thickness of the distribution box.
  • the shells are preferably one-piece.
  • the ribs are alternatively formed by a deformation of the sheet metal, or by an excess of material.
  • the ribs contribute to the sealing between the distribution chambers by longitudinally separating the two recesses on each of the shells.
  • the ribs with the longitudinal excess thickness(es) form a central wall separating the two chambers on a longitudinal portion of the distribution box over the entire thickness thereof, and fill the material clearances formed by the material bridge on another longitudinal portion of the distribution box covering the junction zone, so as to ensure sealing between the tube and the distribution box.
  • the ribs extend longitudinally in fact from an edge of each shell corresponding to a longitudinal end of the receiving portion, in contact with the material bridge, to an unstamped area of the shell extending to the opposite edge of the shell.
  • the non-stamped areas of the shells are pressed together when the shells are assembled and then brazed, thus extending the seal between the two chambers longitudinally to the opposite edge of each shell.
  • the ribs therefore extend longitudinally beyond the walls of the material bridge from the tube to the distribution box.
  • the material bridge connects the two circulation assemblies by forming two material clearances on the tube, each corresponding to a longitudinal groove on the tube.
  • the tube is preferably made of metal material, such as aluminum, and formed by extrusion then cutting.
  • the distribution box is formed by two shells fixed to one another, each shell comprising a first recess forming one half of the inlet chamber and a second recess forming one half of the return chamber.
  • the distribution box is preferably also made of metal material, for example aluminum.
  • the distribution box unlike the tube, is preferably made by stamping. Alternatively, the distribution box is machined. Materials other than aluminum are of course conceivable for the tube and the distribution box, provided that they are thermally conductive and have sufficient mechanical strength to not deform under the pressure of the heat transfer fluid.
  • the distribution box comprises a rib on each shell, the rib separating the arrival chamber from the return chamber and filling at least on the junction zone, one of the longitudinal grooves, the rib being surmounted by a longitudinal excess thickness housed at least partly in the notch, the longitudinal excess thicknesses being in contact with each other.
  • the distribution box comprises a rib on each shell, the rib separating the arrival chamber from the return chamber and filling at least on the junction zone, one of the longitudinal grooves, the rib of one of the shells being surmounted by a longitudinal excess thickness housed at least partly in the notch, said longitudinal excess thickness being in contact with the rib of the other of the shells.
  • the invention also relates to a 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.
  • the thermal regulation devices are preferably arranged between each row of electrical energy storage members of the system.
  • regulation devices thermal thermal are each arranged on one of the main faces of the system according to the invention, the main faces being the faces of largest dimensions, on either side of the system.
  • a first and a second thermal regulation device of the system are configured to be connected in a sealed manner by direct cooperation of a service pipe connected to the arrival chamber of the first thermal regulation device, with the inlet pipe connected to the arrival chamber of the second thermal regulation device, and of the outlet pipe connected to the return chamber of the second thermal regulation device, with an evacuation pipe connected to the return chamber of the first thermal regulation device.
  • the invention also relates to a method of manufacturing 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 tube is obtained for example according to the manufacturing method according to the invention.
  • the box or the tube are moved against each other until the longitudinal excess thickness is in contact with the bottom wall of the notch.
  • the longitudinal end of the tube provided with the junction zone 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 from a first corrugation of the tube, between this first corrugation and the longitudinal end face of the tube.
  • a stop external to the thermal regulation device placed at a predetermined distance from a first corrugation of the tube, between this first corrugation and the longitudinal end face of the tube.
  • the external stop will be placed between an indexed position of this thermal contact zone and the longitudinal end face of the tube.
  • the length of the longitudinal end inserted into the distribution box does not generally correspond to a contact of the longitudinal excess thickness with the bottom wall of the notch, but the distance between the lateral edges of the longitudinal excess thickness and the lateral edges of the notch is controlled so as to acceptably dimension the slight internal leak resulting from this second variant of the assembly method according to the invention, between the first fluid circulation assembly and the second circulation assembly.
  • This second variant makes it possible to dispense with 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 shows in cross section an end face of a tube of the thermal regulation device of figure 4, the cross section being made at the level of a solid part of a material bridge connecting two fluid circulation assemblies of the tube.
  • FIG. 8 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, formed of two shells assembled one on top of the other, but one of the shells is not shown, in order to allow the end face of the tube to be viewed in the distribution box,
  • FIG. 9 is an enlargement of figure 8 at the level of an end face of the tube, allowing a better visualization of a notch in the material bridge opening on this end face, as well as a longitudinal excess thickness of the shell shown in figure 8 and housed partly in the notch,
  • FIG. 10 is a perspective view from a point of view opposite to that of figure 8, showing the external face of the hull and a portion of the tube extending outside the hull,
  • FIG. 10 represents steps of a method of manufacturing a tube of a thermal regulation device according to the invention, in one embodiment of the invention, and
  • FIG. 12 represents steps of a method of assembling a thermal regulation device according to the invention in one embodiment of the invention.
  • 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. 8) 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. 8) of the distribution box 100, then leaves via an outlet pipe 18a connected in a sealed manner to the return chamber 420.
  • 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 several electrical energy storage members 2, here cylindrical cells 2, accumulators of energy 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 they 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: - an inlet pipe 18b serving the arrival chamber 410 of the distribution box 100 of the thermal regulation device 4,
  • an evacuation pipe 18e capable of receiving an outlet pipe 18a from a 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 displacement.
  • the tube 60 of this embodiment of the invention is shown in FIG. 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, at the level of a solid part of a material bridge 64 connecting the first fluid circulation assembly 6i of the tube 60, and the second fluid circulation assembly 62 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 width of the tube 60 is oriented in a transverse direction T and the thickness of the tube 60 in a direction E.
  • the channels 8 are each separated by a wall 50 in the width direction of the tube 60. 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 thickness direction 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 di, and a second opposite long edge 611 which is inscribed on a second straight line d2 substantially parallel to the first straight line di.
  • 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 di, and a second long edge 621 which is inscribed on the second straight line d2.
  • the material bridge 64 breaks the continuity of material on the parallel lines di, d2 by forming a first clearance of material 66 between the two edges 612, 622 on a first longitudinal face of the tube 60, and a second clearance of material 65 between the two edges 611, 621 on a second longitudinal face of the tube 60 opposite the first longitudinal face of the tube 60.
  • the tube 60 being formed by extrusion, in this embodiment of the invention, these material clearances 65, 66 extend over the entire length of the tube, forming longitudinal grooves opening towards the outside of the tube 60, between the circulation assemblies 61, 62.
  • the tube 60 comprises a notch 642, visible in FIG. 8, formed in these longitudinal grooves and opening onto an end face 602 (referenced FIG. 9) of the tube 60.
  • the end face 602 is a flat surface comprising the opening of the channels 8 of the circulation assemblies 61, 62. It is parallel, at the level of the notch 642, to a bottom wall 644 of the notch 642.
  • the notch 642 cooperates with sealing means 440 of the distribution box 100 when the tube 60 is inserted into the distribution box 100, now described in relation to FIG. 8.
  • a longitudinal direction L to which the term “longitudinal” refers is oriented along the length of the tube 60, orthogonal to the transverse direction T oriented along the width of the tube 60 and to the direction E oriented along the thickness of the tube 60.
  • These directions are also used to position the distribution box 100 in Figures 8 to 10.
  • 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 assembled against each other and then brazed. Lateral hooking tabs on one of the shells allow the shells 111 to be held against each other during brazing.
  • the distribution box 100 is made of aluminum, in this embodiment of the invention. Alternatively, it can of course be made of another material, metal or polymer for example.
  • Each shell 111 comprises a first recess forming one half of the arrival chamber 410 and a second recess forming one half of the return chamber 420. These recesses are for example formed by stamping. Each first recess is pierced with an orifice bordered by a cylindrical base 181 intended to receive either an inlet pipe 18b or a service pipe 18c.
  • each second recess is pierced with an orifice bordered by a cylindrical base 183 intended to receive either an outlet pipe 18a or an evacuation pipe 18e.
  • the distribution box 100 extends longitudinally from a junction edge 1112 of each shell 111 with the tube 60, therefore proximal to the tube 60, to a free edge 1114 of each shell, opposite the junction edge 1112, therefore distal to the tube 60.
  • the distribution box 100 comprises a receiving portion of a shape complementary to at least one longitudinal portion of a junction zone 600 on the end of the tube 60, this junction zone being fitted into this receiving portion, when the tube 60 is inserted into the distribution box 100.
  • the receiving portion is complementary to the junction zone 600 at least on the longitudinal portion of this junction zone 600 extending longitudinally from the junction edge 1112 of each shell 111 to the bottom wall 644 of the notch.
  • Each shell 111 further comprises a rib 441 separating the two chambers and matching the shape of one of the material clearances 65, 66 longitudinally over the entire junction zone 600.
  • each rib 441 of a shell 111 fills an end portion of a longitudinal groove formed by a material clearance 65, 66, such that the shells 111 grip the material bridge 64 in a pincer movement at the junction zone 600. Due to the contact planes between each rib 441 and the material bridge 64, parallel to the transverse T and longitudinal L directions, the ribs 441 do not fill the notch 642 on the junction zone. 6oo, in this embodiment of the invention. According to the invention, and as will be detailed below, the notch 642 is partially occupied by a longitudinal excess thickness 442 forming on each rib 441 a projection in the direction E.
  • each longitudinal excess thickness 442 begins on the corresponding rib 441, with an end edge 4422 located at a distance from the junction edge 1112 of the shell 111, from where the rib 441 begins, and extends longitudinally to the non-stamped zone of the shell 111 located between the two chambers 410, 420.
  • the longitudinal distance between the start of the rib 441 and the start of the longitudinal excess thickness 442 makes it possible, thanks to the complementary shapes of the ribs 441 and the material bridge 64 over this distance, to ensure sealing between the tube 60 and the distribution box 100.
  • the longitudinal excess thicknesses 442 and the ribs 441 also form the sealing means 440 between the two chambers.
  • the ribs 44 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 extend longitudinally between the two chambers from the joining edge 1112 of each shell 111, to an unstamped area of the shell 111 extending in the vicinity of the free edge 1114 of the shell 111.
  • the unstamped areas of the shells 111 are pressed against each other during assembly of the shells 111 and then brazed, and thus extend the seal between the two chambers longitudinally to the free edge 1114 of each shell 111.
  • the ribs 441 have a thickness extending on the shell 111 in the direction E up to the material bridge 64 only, when the tube 60 is inserted into the distribution box 100.
  • the heat transfer fluid can therefore pass from the channels 8 of the second circulation assembly 62 on the end face 602 of the tube 60 to the bottom wall 644 of the notch 642, and circulate on this bottom wall 644 to the circulation channels 8 of the first circulation assembly 61 by going up on the end face 602 of the tube 60.
  • the longitudinal excess thicknesses 442 extend into the notch, forming a projection on their respective rib 441 along the direction E, until they meet one another and obstruct, at least partially, the notch.
  • this sealing cannot be complete if the end edge 4422 does not touch the bottom wall 644 of the notch, or if none of the lateral edges 4426, 4424 of the longitudinal excess thickness 442 touches one of the lateral edges 646, 648 of the notch 642, the lateral edges of the longitudinal excess thickness 442 and of the notch 642 extending in the longitudinal direction L.
  • the end edge 4422 of the longitudinal excess thickness 442 touches the bottom wall 644 of the notch, or one of the lateral edges 4426, 4424 of the longitudinal excess thickness 442 touches one of the lateral edges 646, 648 of the notch 642, the corresponding edge(s) of the extra thickness 442 having a flat surface parallel to the bottom wall 644 or to one of the lateral edges 646, 648 of the notch 642.
  • complete sealing is achieved between the circulation assemblies 61, 62.
  • the excess thickness 442 being produced by stamping, its edges are rounded, and as a result the sealing between the circulation assemblies 61, 62 is not complete but is sufficient thanks in particular to the control of the relative distances between the lateral edges 4426, 4424 of the longitudinal excess thickness 442 and the lateral edges 614, 616, 624, 626 of the circulation assemblies 61, 62.
  • the width of the notch is smaller than the transverse distance between the two circulation assemblies 61, 62.
  • the longitudinal excess thickness 442 is itself, at least over a longitudinal end portion, of a width less than the width of the rib 441 whose thickness it extends, so as to be able to be housed in the notch 642.
  • the manufacturing tolerances of the shells 111 and the tube 60 allow a distance d between one of the lateral edges 4426, 4424 of the longitudinal excess thickness 442 and one of the lateral edges 646, 648 of the notch 642 to be between 0.02 and 0.2 times the width of the notch 642.
  • this distance d is approximately half a millimeter, and the width of the notch approximately 4 millimeters.
  • the largest dimension of the internal leak section between the two chambers is therefore of the order of half a millimeter, or four times less than in the prior art.
  • the notch 642 extends transversely from the lateral edges 614, 616 of the first circulation assembly 61 to the lateral edges 624, 626 of the second circulation assembly 62.
  • the distance d between one of the lateral edges 4426, 4424 of the longitudinal excess thickness 442 and one of the lateral edges 614, 616, 624, 626 of the circulation assemblies 61, 62 is between 0.02 and 0.2 times a distance between the lateral edges 614, 616 of the first circulation assembly 61 and the lateral edges 624, 626 of the second circulation assembly 62.
  • a distance h between the end edge 4422 of the longitudinal excess thickness 442 and the bottom wall 644 of the notch is smaller than the distance between the end face 602 of the tube 60 and the end edge 4422 of the excess thickness 442, these distances being measured in the longitudinal direction L.
  • the distance h can be half a millimeter or several millimeters without the internal leakage being greater in both cases, provided that the distance d is controlled and remains identical, for example of about half a millimeter.
  • the longitudinal depth of the notch 642 is of course always greater than the distance h.
  • the distance between the end face 602 of the tube 60 and the end edge 4422 of the longitudinal excess thickness 442, when the tube 60 is inserted into the distribution box 100, is greater than or equal to a radius of curvature R characterizing a rounded edge between a lateral edge 4424, 4426 of the longitudinal excess thickness and the end edge 4422 of the longitudinal excess thickness 442.
  • the manufacturing method 300 comprises:
  • 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 di, d2, at a location spaced longitudinally from one end of the profile of the tube 60, from the length of the tube 60, and
  • the pre-cut and separated part forms a tube 60 of the thermal regulation device 4 without a notch.
  • a last step is a cutting step 308 of the notch 642 on one end of the material bridge 64 of the tube 60 without a notch resulting from the separation step 306. It should be noted that in this embodiment, each pre-cutting and separation step forms one end of the remainder of the tube profile 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 against each other.
  • a longitudinal end of the tube 60 is inserted inside the distribution box 100 until the longitudinal excess thicknesses 442 on the ribs 441 of the shells 411 are housed at least partly in the notch 642 of 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 tube 60 is inserted into the distribution box 100 until the end edge 4422 of the longitudinal excess thickness 442 reaches the bottom wall 644 of the notch. This limits as much as possible the circulation of fluid between the two chambers 410, 420 of the distribution box 100.
  • 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 contact between the end edges 4422 of the longitudinal excess thicknesses 442 with the bottom wall 644 of the notch 642. Nevertheless, any internal leakage that may be created is controlled.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de régulation thermique de cellules de batterie électrique, comportant : - une boîte de distribution (100) comportant une chambre d'arrivée (410) et une chambre de retour (420) de fluide, - un tube (60) à deux ensembles (61, 62) de circulation de fluide solidarisés par un pont de matière (64), communiquant avec l'un avec la chambre d'arrivée et l'autre avec la chambre de retour, le pont de matière (64) formant au moins un dégagement de matière entre les deux ensembles (61, 62), la boîte de distribution (100) comportant une nervure (441) séparant la chambre d'arrivée de la chambre de retour, logée en partie dans le dégagement de matière (65), et le pont de matière (64) comportant une encoche (642) s'ouvrant sur une face d'extrémité du tube (60), la nervure (441) comportant une surépaisseur longitudinale (442) logée en partie dans l'encoche (642).

Description

DESCRIPTION
Titre de l'invention : DISPOSITIF DE REGULATION THERMIQUE POUR LE REFROIDISSEMENT D’ORGANES DE STOCKAGE D’ENERGIE ELECTRIQUE
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 sont 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. 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 le 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 i, 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 prend des calories aux cellules du système de stockage d’énergie à refroidir. Une boîte de retour 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. De plus, bien que la zone d’étanchéité 48 soit plus épaisse qu’une paroi 50 délimitant deux canaux 8 d’un même ensemble de circulation, elle transfère thermiquement beaucoup de calories du deuxième ensemble de circulation 23 au premier ensemble de circulation 21, ce qui n’est pas souhaité. Enfin, 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. 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 cotes 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.
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 3, 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, une opération de découpe transversale du tube 6b sortant au préalable sous forme d’un profil d’une filière d’extrusion, génère une bavure longitudinale au niveau de la zone d’étanchéité 48b. En effet, afin de ne pas écraser la matière formant le tube 6b et ses canaux 8, l’opération de découpe consiste en une première étape de prédécoupe lors de laquelle des lames ci, C2 viennent découper de part et d’autre le profil dans une direction transversale T, c’est-à-dire selon la largeur du tube 6b, puis en une deuxième étape d’étirage lors de laquelle le tube 6b est séparé longitudinalement du profil. C’est cette deuxième étape d’étirage qui provoque 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. Or 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 pour permettre le contact entre les nervures 44 et la zone d’étanchéité 48b au niveau de la face d’extrémité 12b.
Cela demande néanmoins une tolérance importante entre la première corrugation du tube 6b et les tubulures de la boîte de distribution. Si la bavure longitudinale n’est pas éliminée, alors il faut augmenter la tolérance nécessaire entre une première corrugation du tube 6b et le centre des tubulures 18a, 18b, ce qui nuit à l’assemblage du dispositif de régulation correspondant et/ou à son bon fonctionnement.
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 tout en limitant la conductivité thermique et la communication fluidique entre ces deux ensembles de circulation, et présentant un assemblage simple, apte à permettre un bon alignement avec un autre dispositif de régulation thermique similaire sans nécessiter de tolérances de fabrication contraignantes. 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 fluidiquement, tout en diminuant les tolérances de fabrication nécessaires relativement notamment au tube du dispositif de régulation thermique selon l’invention.
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, comportant :
- une boîte de 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,
- 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 chambre d’arrivée et un deuxième ensemble de circulation de fluide communiquant avec la chambre de retour, les ensembles de circulation de fluide présentant en coupe transversale du tube des bords longs s’inscrivant sur deux droites parallèles, le pont de matière rompant la continuité de matière sur au moins l’une des droites parallèles en formant au moins un dégagement de matière longitudinal sur le tube, le dispositif de régulation thermique étant caractérisé en ce que la boîte de distribution comporte au moins une nervure séparant la chambre d’arrivée de la chambre de retour, une partie de la nervure étant logée dans le dégagement de matière au niveau d’une zone de jonction du tube avec la boîte de distribution et en ce que le pont de matière comporte une encoche s’ouvrant sur une face d’extrémité du tube, la boîte de distribution comportant une surépaisseur longitudinale formant saillie de la nervure et logée au moins en partie dans l’encoche.
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, le terme « longitudinal » est relatif à une direction longitudinale qui s’entend comme la direction selon la dimension d’extension principale du tube, c’est-à-dire dans le sens de sa longueur. De façon similaire, une 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, sauf en son extrémité comportant l’encoche, réalisée par exemple lors d’une étape de découpe d’un profil extrudé du tube. En variante le tube est usiné, et le pont de matière n’est pas présent sur toute la longueur longitudinale du tube, mais sur certaines portions de cette longueur et notamment en extrémité du tube. Le pont de matière est plus fin que la bande de matière de l’art antérieur représenté figure 2. Le pont de matière est d’un seul tenant et ne comporte que deux extrémités transversalement au tube, en étant par exemple de section transversale similaire à celle de la figure 3.
Grâce à l’invention, l’assemblage du dispositif de régulation thermique selon l’invention n’a pas besoin d’une grande précision dans le dimensionnement de l’extrémité du tube par rapport à une première corrugation du tube ou plus généralement à une première surface de contact prévue avec un élément à refroidir, la première corrugation ou surface de contact étant celle la plus proche de la boîte de distribution. En effet, la réalisation de l’encoche en extrémité du pont de matière permet d’éliminer la bavure longitudinale créée lors de la découpe du tube, ce qui permet une meilleure maîtrise des positions relatives de la boîte de distribution et du tube. De plus la surépaisseur longitudinale insérée dans l’encoche permet de limiter grandement la circulation de fluide entre le premier ensemble de circulation et le deuxième ensemble de circulation quel que soit la position longitudinale de la surépaisseur longitudinale dans l’encoche, puisque cette circulation sera maîtrisée par la position transversale de la surépaisseur longitudinale relativement aux parois latérales des ensembles de circulation qui l’encadrent.
Lorsque l’encoche s’étend depuis une des parois latérales à l’autre, et que la surépaisseur longitudinale épouse les formes des parois latérales, l’étanchéité entre les ensembles de circulation du tube est complète. Il est à noter que la surépaisseur longitudinale s’étendant orthogonalement aux directions transversale et longitudinale, peut donc se confondre avec la nervure si lorsque celle-ci s’arrête longitudinalement au niveau d’une paroi de fond de l’encoche.
De préférence néanmoins, le dégagement de matière formant sur le tube une rainure s’étendant longitudinalement sur le tube, la nervure comble la rainure sur une portion longitudinale du pont de matière, et la surépaisseur longitudinale forme une butée longitudinale apte à venir contre la paroi de fond de l’encoche, la surépaisseur débutant sur la nervure dans l’encoche et se terminant à une extrémité longitudinale de la boîte de distribution du côté opposé au tube.
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.
De préférence dans l’invention, une distance entre un bord latéral de la surépaisseur longitudinale et un bord latéral de l’encoche est comprise entre 0,02 et 0,2 fois une largeur de l’encoche. Cette distance est la plus maîtrisable en termes de chaîne de cotes et garantit une faible circulation de fluide entre les ensembles de circulation même lorsque la surépaisseur longitudinale est assez loin d’une paroi de fond de l’encoche, orthogonale aux bords latéraux de l’encoche. La largeur de l’encoche est bien sûr la distance transversale entre les bords latéraux de l’encoche. Ce dimensionnement permet de limiter une fuite interne entre le premier ensemble de circulation et le deuxième ensemble de circulation, de sorte à conserver une efficacité thermique acceptable du dispositif de régulation thermique selon l’invention. Dans un mode de réalisation de l’invention, la distance entre un bord d’extrémité de la surépaisseur longitudinale et la paroi de fond de l’encoche est non nulle mais plus petite que la distance entre la face d’extrémité du tube et le bord d’extrémité de la surépaisseur longitudinale, ces distances étant mesurées longitudinalement donc dans le sens de la longueur du tube. Cela limite encore le passage du fluide d’un ensemble de circulation à l’autre, notamment lorsque les contours de la surépaisseur longitudinale sont arrondis, ce qui est le cas lorsque la boîte de distribution est formée en partie par emboutissage. De préférence donc, la distance entre la face d’extrémité du tube et le bord d’extrémité de la surépaisseur longitudinale, lorsque le tube est inséré dans la boîte de distribution, est supérieure ou égale à un rayon de courbure caractérisant un bord arrondi entre un bord latéral de la surépaisseur longitudinale et le bord d’extrémité de la surépaisseur longitudinale.
Alternativement, la surépaisseur longitudinale est au contact du pont de matière sur la paroi de fond de l’encoche, interdisant toute circulation de fluide entre les ensembles de circulation ou la limitant au maximum lorsque le bord d’extrémité de la surépaisseur longitudinale est arrondi. La surépaisseur longitudinale permet en effet de couvrir toute l’épaisseur du tube, éventuellement en coopération avec une autre surépaisseur longitudinale ou une autre nervure comme explicité plus loin.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, la boîte de distribution comporte une portion de réception de forme complémentaire à une portion d’extrémité longitudinale du tube dans la zone de jonction, 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.
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. De même la ou les surépaisseurs des nervures sont préférentiellement formées par emboutissage et ne correspondent donc pas forcément à un surplus de matière sur les nervures, mais à une prolongation de celle-ci dans la direction de l’épaisseur de la boîte de distribution. Les coques sont préférentiellement monobloc. Les nervures sont en variante formées par une déformation de la tôle, ou par un surplus de matière.
Les nervures participent à l’étanchéité entre les chambres de distribution en séparant longitudinalement les deux évidements sur chacune des coques. Lorsque le tube est inséré dans la chambre de distribution, les nervures avec la ou les surépaisseurs longitudinales forment une paroi centrale séparant les deux chambres sur une portion longitudinale de la boîte de distribution sur toute l’épaisseur de celle-ci, et comblent les dégagements de matière formés par le pont de matière sur une autre portion longitudinale de la boîte de distribution recouvrant la zone de jonction, de sorte à assurer l’étanchéité entre le tube et la boîte de distribution. Les nervures s’étendent longitudinalement en effet depuis un bord de chaque coque correspondant à une extrémité longitudinale de la portion de réception, au contact du pont de matière, jusqu’à une zone non emboutie de la coque s’étendant jusqu’au bord opposé de la coque. Les zones non embouties des coques sont plaquées l’une sur l’autre lors de l’assemblage des coques puis brasées, et prolongent ainsi longitudinalement l’étanchéité entre les deux chambres jusqu’au bord opposé de chaque coque. 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.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, le pont de matière relie les deux ensembles de circulation en formant deux dégagements de matière sur le tube, correspondant chacun à une rainure longitudinale sur le tube. Le tube est préférentiellement en matière métallique, telle que de l’aluminium, et formé par extrusion puis découpe.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, 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. La boîte de distribution est préférentiellement également en matière métallique, par exemple en aluminium. La boîte de distribution, contrairement au tube, est préférentiellement réalisée par emboutissage. En variante la boîte de distribution est usinée. D’autres matières que l’aluminium sont bien sûr envisageables pour le tube et la boîte de distribution, dès lors qu’elles sont conductrices thermiquement et avec une tenue mécanique suffisante pour ne pas se déformer sous la pression du fluide caloporteur.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, la boîte de distribution comporte une nervure sur chaque coque, la nervure séparant la chambre d’arrivée de la chambre de retour et comblant au moins sur la zone de jonction, une des rainures longitudinales, la nervure étant surmontée d’une surépaisseur longitudinale logée au moins en partie dans l’encoche, les surépaisseurs longitudinales étant au contact l’une de l’autre.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, la boîte de distribution comporte une nervure sur chaque coque, la nervure séparant la chambre d’arrivée de la chambre de retour et comblant au moins sur la zone de jonction, une des rainures longitudinales, la nervure d’une des coques étant surmontée d’une surépaisseur longitudinale logée au moins en partie dans l’encoche, ladite surépaisseur longitudinale étant au contact de la nervure de l’autre des coques.
L’invention concerne aussi un système 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 retour du dispositif de régulation thermique, la boîte de retour faisant communiquer le premier ensemble de circulation de fluide avec le deuxième ensemble de circulation de fluide. Les dispositifs de régulation thermique sont préférentiellement agencés entre chaque rangée d’organes de stockage d’énergie électrique du système. En variante ou en complément, des dispositifs de régulation thermique sont agencés chacun sur une des faces principales du système selon l’invention, les faces principales étant les faces de plus grandes dimensions, de part et d’autre du système.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, un premier et un deuxième dispositifs de régulation thermique du système sont configurés pour être reliés de manière étanche par coopération directe d’une tubulure de desserte reliée à la chambre d’arrivée du premier dispositif de régulation thermique, avec la tubulure d’entrée reliée à la chambre d’arrivée du deuxième dispositif de régulation thermique, et de la tubulure de sortie reliée à la chambre de retour du deuxième dispositif de régulation thermique, avec une tubulure d’évacuation reliée à la chambre de retour du premier dispositif de régulation thermique.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un dispositif de régulation thermique selon l’invention, comportant :
- une étape de fabrication par extrusion, d’un profil du tube du dispositif de régulation thermique, formant les ensembles de circulation et le pont de matière du tube, celui-ci étant encore non pourvu d’encoche,
- 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,
- 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 dépourvu d’encoche, et
- une étape de découpe de l’encoche sur une extrémité du pont de matière du tube issu de l’étape précédente.
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 pourvue de la zone de jonction à l’intérieur de la boîte de distribution jusqu’à ce que la surépaisseur longitudinale d’une des nervures soit au moins en partie logée dans l’encoche, et
- on brase l’ensemble formé par la boîte de distribution et le tube.
Dans le procédé d’assemblage selon l’invention, le tube est obtenu par exemple selon le procédé de fabrication selon l’invention.
Dans une première variante du procédé d’assemblage selon l’invention, la boîte ou le tube sont déplacés l’un contre l’autre jusqu’à ce que la surépaisseur longitudinale soit au contact de la paroi de fond de l’encoche.
Dans une deuxième variante du procédé d’assemblage selon l’invention, on insère l’extrémité longitudinale du tube pourvue de la zone de jonction 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 d’une première corrugation du tube, entre cette première corrugation et la face d’extrémité longitudinale du tube. Ainsi la distance entre la première corrugation et les tubulures de la boîte de distribution est maîtrisée. Bien sûr si le tube ne comporte pas des corrugations mais d’autre formes de zones de contact thermique, la butée externe sera placée entre une position indexée de cette zone de contact thermique et la face d’extrémité longitudinale du tube. Dans cette deuxième variante, la longueur de l’extrémité longitudinale insérée dans la boîte de distribution ne correspond généralement pas à un contact de la surépaisseur longitudinale avec la paroi de fond de l’encoche, mais la distance entre les bords latéraux de la surépaisseur longitudinale et les bords latéraux de l’encoche est maîtrisée de sorte à dimensionner de manière acceptable la légère fuite interne résultante de cette deuxième variante du procédé d’assemblage selon l’invention, entre le premier ensemble de circulation de fluide et le second ensemble de circulation. Cette deuxième 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 i] 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 2,
[fig 3] 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 en coupe transversale une face d’extrémité d’un tube du dispositif de régulation thermique de la figure 4, la coupe transversale étant faite au niveau d’une partie pleine d’un pont de matière reliant deux ensembles de circulation de fluide du tube.
[fig 8] 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, formée de deux coques assemblées l’une sur l’autre, mais dont l’une des coques n’est pas représentée, afin de permettre de visualiser la face d’extrémité du tube dans la boîte de distribution,
[fig 9] est un agrandissement de la figure 8 au niveau d’une face d’extrémité du tube, permettant de mieux visualiser une encoche du pont de matière s’ouvrant sur cette face d’extrémité, ainsi qu’une surépaisseur longitudinale de la coque représentée figure 8 et logée en partie dans l’encoche,
[fig 10] est une vue en perspective d’un point de vue opposé à celui de la figure 8, montrant la face externe de la coque et une partie du tube s’étendant à l’extérieur de la coque, [fig il] 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, et
[fig 12] 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.
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 retour 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 8) 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 retour 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 8) 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 plusieurs 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’elles puissent 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 410 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 d’une 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 d’une 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 sortiei8a 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, au niveau d’une partie pleine d’un pont de matière 64 reliant le premier ensemble de circulation de fluide 6idu tube 60, et le deuxième ensemble de circulation de fluide 62 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.
La largeur du tube 60 est orientée selon une direction transversale T et l’épaisseur du tube 60 selon une direction E.
De façon similaire à la figure 3, les canaux 8 sont chacun séparés par une paroi 50 dans le sens de largeur du tube 60. 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 di, et un deuxième bord long 611 opposé qui s’inscrit sur une deuxième droite d2 sensiblement parallèle à la première droite di.
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 di, et un deuxième bord long 621 qui s’inscrit sur la deuxième droite d2.
Le pont de matière 64 rompt la continuité de matière sur les droites parallèles di, d2 en formant un premier dégagement de matière 66 entre les deux bords 612, 622 sur une première face longitudinale du tube 60, et un deuxième dégagement de matière 65 entre les deux bords 611, 621 sur une deuxième face longitudinale du tube 60 opposée à la première face longitudinale du tube 60.
Le tube 60 étant formé par extrusion, dans ce mode de réalisation de l’invention, ces dégagements de matière 65, 66 s’étendent sur toute la longueur du tube en formant des rainures longitudinales s’ouvrant vers l’extérieur du tube 60, entre les ensembles de circulation 61, 62. Contrairement au mode de réalisation présenté en relation avec la figure 3, le tube 60 comporte une encoche 642, visible figure 8, formée dans ces rainures longitudinales et s’ouvrant sur une face d’extrémité 602 (référencée figure 9) du tube 60. La face d’extrémité 602 est une surface plane comportant l’ouverture des canaux 8 des ensembles de circulation 61, 62. Elle est parallèle, au niveau de l’encoche 642, à une paroi de fond 644 de l’encoche 642. L’encoche 642 coopère avec des moyens d’étanchéité 440 de la boîte de distribution 100 lorsque le tube 60 est inséré dans la boîte de distribution 100, maintenant décrite en relation avec la figure 8.
Sur la figure 8, une direction longitudinale L à laquelle fait référence le terme « longitudinal » est orientée selon la longueur du tube 60, orthogonalement à la direction transversale T orientée selon la largeur du tube 60 et à la direction E orientée selon l’épaisseur du tube 60. Ces directions sont utilisées également pour positionner la boîte de distribution 100 sur les figures 8 à 10. 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 assemblées l’une contre l’autre puis brasées. Des pattes d’accrochage latérales sur l’une des coques permettent le maintien des coques 111 l’une sur l’autre lors du brasage. La boîte en distribution 100 est en aluminium, dans ce mode de réalisation de l’invention. En variante elle peut bien sûr être d’une autre matière, métallique ou polymère par exemple.
Chaque coque 111 comporte un premier évidement formant une moitié de la chambre d’arrivée 410 et un deuxième évidement formant une moitié de la chambre de retour 420. Ces évidements sont par exemple formés par emboutissage. Chaque premier évidement est percé d’un orifice bordé d’une embase cylindrique 181 destinée à recevoir soit une tubulure d’entrée 18b soit une tubulure de desserte 18c.
De même, chaque deuxième évidement est percé d’un orifice bordé d’une embase cylindrique 183 destinée à recevoir soit une tubulure de sortie 18a soit une tubulure de d’évacuation 18e.
La boîte de distribution 100 s’étend longitudinalement depuis un bord de jonction 1112 de chaque coque 111 avec le tube 60, donc proximal au tube 60, jusqu’à un bord libre 1114 de chaque coque, opposé au bord de jonction 1112, donc distal au tube 60. La boîte de distribution 100 comporte une portion de réception de forme complémentaire à au moins une portion longitudinale d’une zone de jonction 600 sur l’extrémité du tube 60, cette zone de jonction étant emboîtée dans cette portion de réception, lors de l’insertion du tube 60 dans la boîte de distribution 100. La portion de réception est complémentaire à la zone de jonction 600 au moins sur la portion longitudinale de cette zone de jonction 600 s’étendant longitudinalement depuis le bord de jonction 1112 de chaque coque 111 jusqu’à la paroi de fond 644 de l’encoche.
Il est visible notamment sur la figure 8, que les chambres d’arrivée 410 et de retour 420 épousent les contours du premier ensemble de circulation 61 et respectivement du deuxième ensemble de circulation 62 sur toute la zone de jonction, par la forme des premiers évidements de la chambre d’arrivée 410 d’une part et la forme des deuxièmes évidements de la chambre de retour 420 d’autre part.
Chaque coque 111 comporte de plus une nervure 441 séparant les deux chambres et épousant la forme d’un des dégagements de matière 65, 66 longitudinalement sur toute la zone de jonction 600. Autrement dit chaque nervure 441 d’une coque 111 comble une portion d’extrémité d’une rainure longitudinale formée par un dégagement de matière 65, 66, de sorte à ce que les coques 111 prennent en tenaille le pont de matière 64 au niveau de la zone de jonction 600. Du fait des plans de contact entre chaque nervure 441 et le pont de matière 64, parallèles aux directions transversale T et longitudinale L, les nervures 441 ne comblent pas l’encoche 642 sur la zone de jonction 6oo, dans ce mode de réalisation de l’invention. Selon l’invention, et tel que cela va être détaillé ci-après, l’encoche 642 est partiellement occupée par une surépaisseur longitudinale 442 formant sur chaque nervure 441 une saillie dans la direction E.
Comme visible sur les figures 9 et 10 notamment, chaque surépaisseur longitudinale 442 débute sur la nervure 441 correspondante, par un bord 4422 d’extrémité situé à distance du bord de jonction 1112 de la coque 111, d’où débute la nervure 441, et s’étend longitudinalement jusqu’à la zone non emboutie de la coque 111 située entre les deux chambres 410, 420. La distance longitudinale entre le début de la nervure 441 et le début de la surépaisseur longitudinale 442 permet, grâce à la complémentarité de formes des nervures 441 et du pont de matière 64 sur cette distance, d’assurer l’étanchéité entre le tube 60 et la boîte de distribution 100. Les surépaisseurs longitudinales 442 et les nervures 441 forment par ailleurs les moyens d’étanchéité 440 entre les deux chambres.
Les nervures 441, 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 s’étendent longitudinalement entre les deux chambres depuis le bord de jonction 1112 de chaque coque 111, jusqu’à une zone non emboutie de la coque 111 s’étendant au voisinage du bord libre 1114 de la coque 111. Les zones non embouties des coques 111 sont plaquées l’une sur l’autre lors de l’assemblage des coques 111 puis brasées, et prolongent ainsi longitudinalement l’étanchéité entre les deux chambres jusqu’au bord libre 1114 de chaque coque 111.
Les nervures 441 ont une épaisseur s’étendant sur la coque 111 dans la direction E jusqu’au pont de matière 64 seulement, lorsque le tube 60 est insérée dans la boîte de distribution 100. De ce fait lorsque le tube 60 est inséré dans la boîte de distribution 100, elles ne ferment pas à elles seules la circulation de fluide caloporteur car elles sont, entre la chambre d’arrivée 410 et la chambre de retour 420, séparées de l’épaisseur e (référencée figure 9) du pont de matière 64. Le fluide caloporteur peut donc passer des canaux 8 du deuxième ensemble de circulation 62 sur la face d’extrémité 602 du tube 60 jusqu’à la paroi de fond 644 de l’encoche 642, et circuler sur cette paroi de fond 644 jusqu’aux canaux 8 de circulation du premier ensemble de circulation 61 en remontant sur la face d’extrémité 602 du tube 60. Pour empêcher cette libre circulation de fluide à travers l’encoche, les surépaisseurs longitudinales 442 s’étendent dans l’encoche, en formant une saillie sur leur nervure 441 respective le long de la direction E, jusqu’à se rejoindre l’une et l’autre et obstruer, au moins partiellement, l’encoche.
Cependant, comme visible sur la figure 9, cette étanchéité ne peut être complète si le bord d’extrémité 4422 ne touche pas la paroi de fond 644 de l’encoche, ou si aucun des bords latéraux 4426, 4424 de la surépaisseur longitudinale 442 ne touche un des bords latéraux 646, 648 de l’encoche 642, les bords latéraux de la surépaisseur longitudinale 442 et de l’encoche 642 s’étendant dans la direction longitudinale L. Dans une variante de réalisation de l’invention, le bord d’extrémité 4422 de la surépaisseur longitudinale 442 touche la paroi de fond 644 de l’encoche, ou l’un des bords latéraux 4426, 4424 de la surépaisseur longitudinale 442 touche un des bords latéraux 646, 648 de l’encoche 642, le ou les bords correspondants de la surépaisseur 442 présentant une surface plane parallèle à la paroi de fond 644 ou à l’un des bords latéraux 646, 648 de l’encoche 642. Dans cette variante on réalise une étanchéité complète entre les ensembles de circulation 61, 62.
Cependant, dans le mode de réalisation de l’invention présenté en relation avec les figures 8, 9 et 10, la surépaisseur 442 étant réalisée par emboutissage, ses bords sont arrondis, et de ce fait l’étanchéité entre les ensembles de circulation 61, 62 n’est pas complète mais est suffisante grâce notamment à la maîtrise des distances relatives entre les bords latéraux 4426, 4424 de la surépaisseur longitudinale 442 et des bords latéraux 614, 616, 624, 626 des ensembles de circulation 61, 62.
En d’autres termes, même si on ne réalise pas ici une étanchéité complète, on génère une étanchéité suffisante dès lors que l'on crée une chicane pour freiner la circulation du fluide, en insérant la surépaisseur suffisamment dans l'encoche. Pour cela, il faut qu'au moins le bord d'extrémité 4422 et les extrémités latérales de ce bord d'extrémité, extrémités arrondies du fait de l'emboutissage, soient logées dans l'encoche.
Dans ce mode de réalisation de l’invention, la largeur de l’encoche est plus petite que la distance transversale entre les deux ensembles de circulation 61, 62. De ce fait la surépaisseur longitudinale 442 est elle-même, au moins sur une portion d’extrémité longitudinale, de largeur inférieure à la largeur de la nervure 441 dont elle prolonge l’épaisseur, de sorte à pouvoir se loger dans l’encoche 642. Les tolérances de fabrication des coques 111 et du tube 60 permettent qu’une distance d entre un des bords latéraux 4426, 4424 de la surépaisseur longitudinale 442 et un des bords latéraux 646, 648 de l’encoche 642 soit comprise entre 0,02 et 0,2 fois la largeur de l’encoche 642. A titre indicatif, cette distance d est d’environ un demi-millimètre, et la largeur de l’encoche d’environ 4 millimètres. La plus grande dimension de la section de la fuite interne entre les deux chambres est donc de l’ordre du demi-millimètre, soit quatre fois moins que dans l’art antérieur.
Dans une variante, l’encoche 642 s’étend transversalement depuis les bords latéraux 614, 616 du premier ensemble de circulation 61 jusqu’aux bords latéraux 624, 626 du deuxième ensemble de circulation 62. Dans ce cas la distance d entre un des bords latéraux 4426, 4424 de la surépaisseur longitudinale 442 et un des bords latéraux 614, 616, 624, 626 des ensembles de circulation 61, 62 est comprise entre 0,02 et 0,2 fois une distance entre les bords latéraux 614, 616 du premier ensemble de circulation 61 et les bords latéraux 624, 626 du deuxième ensemble de circulation 62.
De plus, dans cette variante ou dans le mode de réalisation de l’invention, une distance h entre le bord d’extrémité 4422 de la surépaisseur longitudinale 442 et la paroi de fond 644 de l’encoche est plus petite que la distance entre la face d’extrémité 602 du tube 60 et le bord d’extrémité 4422 de la surépaisseur 442, ces distances étant mesurées dans la direction longitudinale L. La distance h peut être d’un demi-millimètre ou de plusieurs millimètres sans que la fuite interne soit plus importante dans les deux cas, dès lors que la distance d est maîtrisée et reste identique, par exemple d’environ un demi-millimètre. La profondeur longitudinale de l’encoche 642 est bien sûr toujours plus importante que la distance h. Elle est de l’ordre d’un à quelques millimètres, et de préférence supérieure d’au moins un demi- millimètre à la distance h, pour que la forme arrondie du contour de la surépaisseur 442 ne favorise pas la circulation de fluide entre l’espace compris entre les bords latéraux 646, 648 de l’encoche 642 et les bords latéraux 4426, 4424 de la surépaisseur longitudinale 442 d’une part, et l’espace compris entre le bord d’extrémité 4422 de la surépaisseur longitudinale 442 et la paroi de fond 644 d’autre part.
Autrement dit, la distance entre la face d’extrémité 602 du tube 60 et le bord d’extrémité 4422 de la surépaisseur longitudinale 442, lorsque le tube 60 est inséré dans la boîte de distribution 100, est supérieure ou égale à un rayon de courbure R caractérisant un bord arrondi entre un bord latéral 4424, 4426 de la surépaisseur longitudinale et le bord d’extrémité 4422 de la surépaisseur longitudinale 442.
On décrit maintenant en relation avec la figure 11, 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 du tube 60 non encore pourvu de l’encoche 642,
- 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 di, d2, en un emplacement espacé longitudinalement d’une extrémité du profil du tube 60, de la longueur du tube 60, et
- une étape de séparation 306 de la partie ainsi prédécoupée en écartant longitudinalement la partie prédécoupée de reste du profil du tube 60 ; la partie prédécoupée et séparée forme un tube 60 du dispositif de régulation thermique 4 dépourvu d’encoche.
Enfin une dernière étape est une étape de découpe 308 de l’encoche 642 sur une extrémité du pont de matière 64 du tube 60 dépourvu d’encoche issu de l’étape de séparation 306. 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 12, 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 l’une contre l’autre.
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 surépaisseurs longitudinales 442 sur les nervures 441 des coques 411 soient logées au moins en partie dans l’encoche 642 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.
Lors de la deuxième étape 204, on insère par exemple le tube 60 dans la boîte de distribution 100 jusqu’à ce que le bord d’extrémité 4422 de la surépaisseur longitudinale 442 atteigne la paroi de fond 644 de l’encoche. Cela permet limite au maximum la circulation de fluide entre les deux chambres 410, 420 de 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 première 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 un contact entre les bords d’extrémité 4422 des surépaisseurs longitudinales 442 avec la paroi de fond 644 de l’encoche 642. Néanmoins la fuite interne éventuellement créée est maîtrisée. 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, comportant :
- une boîte de distribution (100) configurée pour être reliée à une tubulure d’entrée (18b) de fluide, et à une tubulure de sortie (18a) de fluide, la boîte de distribution comportant une chambre d’arrivée de fluide apte à être desservie par la tubulure d’entrée (18b) et une chambre de retour de fluide apte à desservir la tubulure de sortie (18a),
- 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 chambre d’arrivée et un deuxième ensemble de circulation de fluide (62) communiquant avec la chambre de retour, les ensembles de circulation de fluide (61, 62) présentant en coupe transversale du tube (60) des bords longs (621, 622, 611, 612) s’inscrivant sur deux droites parallèles (di, d2), le pont de matière (64) rompant la continuité de matière sur au moins l’une des droites parallèles (di, d2) en formant au moins un dégagement de matière (65, 66) longitudinal sur le tube (60), le dispositif de régulation thermique (4) étant caractérisé en ce que la boîte de distribution (100) comporte au moins une nervure (441) séparant la chambre d’arrivée de la chambre de retour, une partie de la nervure étant logée dans le dégagement de matière (65) au niveau d’une zone de jonction (600) du tube (60) avec la boîte de distribution (100) et en ce que le pont de matière (64) comporte une encoche (642) s’ouvrant sur une face d’extrémité du tube (60), la boîte de distribution comportant une surépaisseur longitudinale (442) formant saillie de la nervure (441) et logée au moins en partie dans l’encoche (642).
2. Dispositif de régulation thermique (4) selon la revendication 1, dans lequel une distance (d) entre un bord latéral (4426) de la surépaisseur longitudinale (442) et un bord latéral (646) de l’encoche (642) est comprise entre 0,02 et 0,2 fois une largeur de l’encoche (642).
3. Dispositif de régulation thermique (4) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la boîte de distribution (100) comporte une portion de réception de forme complémentaire à une portion d’extrémité longitudinale du tube (60) dans la zone de jonction (600), l’extrémité longitudinale du tube (60) étant emboîtée dans la portion de réception.
4. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le pont de matière (64) relie les deux ensembles de circulation (61, 62) en formant deux dégagements de matière (65, 66) sur le tube (60), correspondant chacun à une rainure longitudinale sur le tube (60).
5. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel, la boîte de distribution (100) étant formée par deux coques (111) fixées l’une sur l’autre, chaque coque (111) comporte un premier évidement (410) formant une moitié de la chambre d’arrivée et un deuxième évidement (420) formant une moitié de la chambre de retour.
6. Dispositif de régulation thermique (4) selon la revendication 5, dans lequel la boîte de distribution (100) comporte une nervure (441) sur chaque coque (111), la nervure (441) séparant la chambre d’arrivée de la chambre de retour et comblant au moins sur la zone de jonction, une des rainures longitudinales, la nervure étant surmontée d’une surépaisseur longitudinale (442) logée au moins en partie dans l’encoche (642), les surépaisseurs longitudinales (442) étant au contact l’une de l’autre.
7. Dispositif de régulation thermique (4) selon la revendication 5, dans lequel la boîte de distribution (100) comporte une nervure (441) sur chaque coque (111), la nervure (441) séparant la chambre d’arrivée de la chambre de retour et comblant au moins sur la zone de jonction, une des rainures longitudinales, la nervure (441) d’une des coques (111) étant surmontée d’une surépaisseur longitudinale logée au moins en partie dans l’encoche, ladite surépaisseur longitudinale étant au contact de la nervure de l’autre des coques.
8. Système (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 retour (20) du dispositif de régulation thermique (4), la boîte de retour (20) faisant communiquer le premier ensemble de circulation de fluide (61) avec le deuxième ensemble de circulation de fluide (62).
9. Système (1) selon la revendication précédente, dont un premier et un deuxième dispositifs de régulation thermique (4) sont configurés pour être reliés de manière étanche par coopération directe d’une tubulure de desserte (18c) reliée à la chambre d’arrivée du premier dispositif de régulation thermique, avec la tubulure (18b) d’entrée reliée à la chambre d’arrivée du deuxième dispositif de régulation thermique, et de la tubulure de sortie (18a) reliée à la chambre de retour du deuxième dispositif de régulation thermique, avec une tubulure (18e) d’évacuation reliée à la chambre de retour du premier dispositif de régulation thermique.
10. Procédé d’assemblage (200) d’un dispositif de régulation thermique (4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, au cours duquel :
- on forme (202) la boîte de distribution (100) par assemblage des deux coques (111) l’une contre l’autre,
- on insère (204) l’extrémité longitudinale du tube (60) pourvue de la zone de jonction (600) à l’intérieur de la boîte de distribution (100) jusqu’à ce que la surépaisseur longitudinale (442) d’une des nervures (441) soit au moins en partie logée dans l’encoche (642), et
- on brase (206) l’ensemble formé par la boîte de distribution (100) et le tube (60).
11. Procédé de fabrication (300) d’un dispositif de régulation thermique (4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comportant :
- 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) du tube (60), celui-ci étant encore non pourvu d’encoche (642),
- une étape de prédécoupe (304) d’une partie du profil du tube (60) le long des droites parallèles (di, d2) en un emplacement espacé longitudinalement d’une longueur du tube (60) par rapport à une extrémité longitudinale du profil du tube (60),
- 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) dépourvu d’encoche (642), et
- une étape de découpe de l’encoche (642) sur une extrémité du pont de matière (64) du tube (60) issu de l’étape précédente.
EP24707784.5A 2023-03-02 2024-02-28 Dispositif de regulation thermique pour le refroidissement d'organes de stockage d'energie electrique Pending EP4673699A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2301952A FR3146343B1 (fr) 2023-03-02 2023-03-02 Dispositif de régulation thermique pour le refroidissement d’organes de stockage d’énergie électrique
PCT/EP2024/055128 WO2024180142A1 (fr) 2023-03-02 2024-02-28 Dispositif de regulation thermique pour le refroidissement d'organes de stockage d'energie electrique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4673699A1 true EP4673699A1 (fr) 2026-01-07

Family

ID=86332217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24707784.5A Pending EP4673699A1 (fr) 2023-03-02 2024-02-28 Dispositif de regulation thermique pour le refroidissement d'organes de stockage d'energie electrique

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4673699A1 (fr)
FR (1) FR3146343B1 (fr)
WO (1) WO2024180142A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3167437A1 (fr) * 2024-10-16 2026-04-17 Valeo Systemes Thermiques Connecteur pour la circulation en fluide caloporteur d’un dispositif de régulation thermique

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2751403B1 (fr) * 1996-07-22 1998-10-09 Valeo Thermique Moteur Sa Tube plat a circulation a contre-courant pour echangeur de chaleur
FR2771480B1 (fr) * 1997-11-24 2000-02-11 Valeo Thermique Moteur Sa Echangeur de chaleur a tubes aplatis bi-canaux
DE102004027402A1 (de) * 2004-06-04 2005-12-22 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmetauscher
DE102020207067A1 (de) * 2020-06-05 2021-12-09 Mahle International Gmbh Flachrohr und Wärmeübertrager mit einem Flachrohr
FR3125636B1 (fr) 2021-07-26 2024-07-12 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de régulation thermique pour le refroidissement d’organes de stockage d’énergie électrique.

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024180142A1 (fr) 2024-09-06
FR3146343B1 (fr) 2026-01-16
FR3146343A1 (fr) 2024-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4378018A1 (fr) Dispositif de régulation thermique pour le refroidissement d'organes de stockage d'énergie électrique
WO2021123550A1 (fr) Dispositif de régulation thermique et procédé d'assemblage correspondant
EP4121711B1 (fr) Dispositif de régulation thermique d'au moins un composant électronique
EP4378019A1 (fr) Dispositif de régulation thermique pour le refroidissement d'organes de stockage d'énergie électrique
EP4673699A1 (fr) Dispositif de regulation thermique pour le refroidissement d'organes de stockage d'energie electrique
WO2023222612A1 (fr) Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile
FR3068773B1 (fr) Dispositif de regulation thermique de modules de batterie
EP3384224B1 (fr) Échangeur de chaleur pour véhicule automobile comprenant une boîte collectrice
EP3055900A1 (fr) Dispositif de contrôle thermique pour module de batterie de véhicule automobile, à coût maîtrisé, et procédé de fabrication
WO2023180084A1 (fr) Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile
EP3278393B1 (fr) Module de batterie, notamment pour véhicule automobile, et échangeur thermique pour module de batterie correspondant
WO2024028091A1 (fr) Dispositif de regulation thermique, notamment de refroidissement pour vehicule automobile
FR3146342A1 (fr) Dispositif de régulation thermique pour le refroidissement d’organes de stockage d’énergie électrique
WO2020115376A1 (fr) Échangeur de chaleur pour composant électrique et ensemble dudit échangeur et dudit composant
WO2020099810A1 (fr) Compartiment pour module de stockage d'energie electrique pour vehicule automobile
FR3094470A1 (fr) Dispositif de régulation thermique
FR2996066A1 (fr) Dispositif de controle thermique pour module de batterie de vehicule automobile, procede de fabrication dudit dispositif de controle et module de batterie
WO2019243222A1 (fr) Ensemble modulable pour la circulation d'un fluide caloporteur dans une batterie pour vehicule automobile
WO2024083624A2 (fr) Dispositif de régulation thermique pour refroidissement d'un organe de stockage d'énergie
WO2013037469A1 (fr) Echangeur thermique et procede de realisation d'un tel echangeur thermique
WO2022214575A1 (fr) Echangeur de chaleur modulable pour la gestion thermique des batteries
WO2026082434A1 (fr) Connecteur pour la circulation en fluide caloporteur d'un dispositif de régulation thermique
FR3165374A1 (fr) Dispositif de chauffage electrique d’un fluide
EP1623177A2 (fr) Echangeur de chaleur, notamment, pour automobile
FR3088587A1 (fr) Compartiment pour module de stockage d'energie electrique pour vehicule automobile

Legal Events

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

Free format text: STATUS: UNKNOWN

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

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

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

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

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

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250623

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

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

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: VALEO ELECTRIFICATION