EP4699182A1

EP4699182A1 - Module pour véhicule électrique

Info

Publication number: EP4699182A1
Application number: EP25747239.9A
Authority: EP
Inventors: Selma Ben Saad
Original assignee: Verkor SA France
Current assignee: Verkor SA France
Priority date: 2024-07-08
Filing date: 2025-07-07
Publication date: 2026-02-25
Also published as: FR3164319A1; WO2026013527A1

Abstract

Module (1) électrique comprenant une cavité (2) interne destinée à être remplie d'un fluide (3) caloporteur en mouvement, ledit module (1) comprenant une pluralité de cellules (4) électriques agencées dans la cavité (2) interne, ledit module (1) comprenant au moins un dispositif (18, 26, 33, 39) déviateur apte à orienter le fluide (3) caloporteur dans la cavité (2) interne de sorte que ledit fluide (3) caloporteur se déplace autour desdites cellules (4).

Description

Module pour véhicule électrique

Domaine technique de l'invention

L’invention concerne le domaine des batteries électriques rechargeables pour véhicule automobile électrique. En particulier l’invention concerne les modules comprenant une pluralité de cellules électriques. De manière plus précise, l’invention concerne un module apte à être rempli d’un fluide caloporteur diélectrique. L’invention concerne aussi un système de gestion thermique de ce module.

Arrière-plan technique

La batterie électrique destinée à équiper des véhicules électriques comporte plusieurs modules électriques, eux-mêmes comprenant de nombreuses cellules électriques.

Pour un fonctionnement optimal, les cellules sont maintenues dans une plage de température prédéterminée.

Ainsi la gestion thermique des cellules peut consister à refroidir les cellules ou au contraire à les réchauffer.

La gestion thermique des cellules dans un module est donc un enjeu majeur.

Parmi les techniques de gestion thermique existantes, l’une d’entre elle consiste à immerger les cellules dans un liquide dont la température est contrôlée. Ainsi les cellules dans le module sont en contact direct avec un liquide.

Cette gestion thermique par immersion est particulièrement efficace. En effet, elle permet un meilleur transfert thermique par contact direct et permet un contrôle thermique dans des zones qui peuvent être difficiles d’accès autrement.

La gestion thermique par immersion requière un module étanche dans lequel sont agencées les cellules électriques. Un fluide est mis en circulation dans le module.

En fonction du type de cellules (cylindriques, prismatiques, en sachets, à électrodes enroulées ou encore à électrodes empilées), la gestion thermique peut être adaptée.

Les cellules dont les électrodes sont empilées, aussi connues sous l’expression anglo-saxonne « stacked électrodes » ont une gestion thermique complexe. Ces cellules comprennent une pluralité d’électrodes empilées les unes sur les autres, chacune des électrodes étant distinctes les unes des autres.

Une gestion optimale implique de pouvoir agir thermiquement sur chacune des électrodes qui compose la cellule.

Agir thermiquement sur chacune des électrodes est particulièrement complexe à mettre en œuvre en ce qui concerne les cellules à électrodes empilées.

Un autre inconvénient des systèmes conventionnels de gestion thermique par immersion réside dans les forts gradients de températures qu’ils génèrent. En raison de la répartition des flux autour des cellules, on constate que la périphérie des électrodes présente une température donnée significativement supérieure à celle qui se situe au centre de ladite électrode. Cet écart de température réduit l’efficacité des électrodes et ainsi les performances de la cellule.

Il existe donc un besoin d’améliorer l’architecture des modules électriques.

A cet effet, il est proposé en premier un module électrique comprenant une cavité interne destinée à être remplie d’un fluide caloporteur en mouvement ou destinée à être remplie au moins en partie par un fluide (3) caloporteur en mouvement, ledit module comprenant une pluralité de cellules électriques agencées dans la cavité interne, ledit module comprenant au moins un dispositif déviateur apte à orienter le fluide caloporteur dans la cavité interne de sorte que ledit fluide caloporteur se déplace autour desdites cellules.

Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues seules ou en combinaison :
- le module comprend un canal fluidique situé autour des cellules, le fluide caloporteur étant apte à circuler dans ledit canal fluidique, module dans lequel l’au moins un dispositif déviateur est agencé dans le canal fluidique ;
- le module comprend :
-une paroi inférieure,
- une paroi supérieure opposée à la paroi inférieure,
- une première paroi latérale reliant la paroi inférieure à la paroi supérieure,
- une deuxième paroi latérale opposée à la première paroi latérale et reliant la paroi inférieure à la paroi supérieure,
- une paroi proximale solidaire de la paroi inférieure, de la paroi supérieure, de la première paroi latérale et de la deuxième paroi latérale,
- une paroi distale opposée à la paroi proximale et solidaire de la paroi inférieure, de la paroi supérieure, de la première paroi latérale et de la deuxième paroi latérale,
les paroi inférieure, paroi supérieure, première paroi latérale, deuxième paroi latérale, paroi proximale et paroi distale, définissant ensemble, la cavité interne ;
- les cellules comprennent un empilage d’électrodes distinctes les unes des autres et séparées par un film séparateur poreux, lesdites électrodes étant empilées selon un axe d’empilement,
module dans lequel, les cellules électriques sont agencées les unes sur les autres et en contact direct les unes avec les autres de sorte à former au moins une colonne qui s’étend selon l’axe d’empilement des électrodes desdites cellules,
module dans lequel le canal fluidique se situe d’une part entre les parois proximale, distale, latérales et d’autre part l’au moins une colonne de cellules ;
- la première colonne comprend :
- une première face en regard de la paroi proximale,
- une deuxième face opposée à la première face et en regard de la paroi distale,
- une troisième face en regard de la première paroi latérale, et
- une quatrième face opposée à la troisième face,
module dans lequel celui-ci comprend un premier dispositif déviateur qui s’étend selon l’axe d’empilage depuis la paroi inférieure jusqu’à la paroi supérieure d’une part et depuis la paroi proximale jusqu’à la première colonne sensiblement dans le prolongement de la quatrième face,
module dans lequel celui-ci comprend un orifice d’entrée sensiblement adjacent au premier dispositif déviateur de sorte que le fluide caloporteur soit dirigé le long de la première face puis de la troisième face puis de la deuxième face puis de la quatrième face de la dite première colonne ;
- comprend au moins une colonne de cellules supplémentaire impaire agencée entre la première colonne et la deuxième paroi latérale, l’au moins une colonne supplémentaire impaire comprenant :
- une cinquième face en regard de la paroi proximale,
- une sixième face opposée à la cinquième face et en regard de la paroi distale,
- une septième face sensiblement perpendiculaire à la cinquième face et à la sixième face et située du côté de la première paroi latérale,
- une huitième face opposée à la septième face et située du côté de la deuxième paroi latérale,
module dans lequel, celui-ci comprend un deuxième dispositif déviateur qui s’étend selon l’axe d’empilage depuis la paroi inférieure jusqu’à la paroi supérieure d’une part et
- depuis la paroi distale jusqu’à la colonne supplémentaire impaire sensiblement dans le prolongement de la septième face, de sorte que le fluide caloporteur soit dirigé au moins en partie le long de la septième face ;
- le deuxième dispositif déviateur comporte des passages fluidiques destinés à permettre que le fluide caloporteur soit en partie dirigé le long de la sixième face ;
- comprend au moins une colonne de cellules supplémentaire paire agencée entre la première colonne et la deuxième paroi latérale, l’au moins une colonne supplémentaire paire comprenant :
- une neuvième face en regard de la paroi proximale,
- une dixième face opposée à la neuvième face et en regard de la paroi distale,
- une onzième face sensiblement perpendiculaire à la neuvième face et à la dixième face et située du côté de la première paroi latérale,
- une douzième face opposée à la onzième face et située du côté de la deuxième paroi latérale,
module dans lequel, celui-ci comprend un troisième dispositif déviateur qui s’étend selon l’axe d’empilage depuis la paroi inférieure jusqu’à la paroi supérieure d’une part et
- depuis la paroi proximale jusqu’à la colonne supplémentaire paire sensiblement dans le prolongement de la onzième face, de sorte que le fluide caloporteur soit dirigé au moins en partie le long de la onzième face ;
- le troisième dispositif déviateur comporte des passages fluidiques destinés à permettre que le fluide caloporteur soit en partie dirigé le long de la neuvième face ;
- comprend une colonne de cellules d’extrémité immédiatement voisine de la deuxième paroi latérale la colonne d’extrémité comprend :
- une treizième face en regard de la paroi proximale,
- une quatorzième face opposée à la treizième face et en regard de la paroi distale,
- une quinzième face sensiblement perpendiculaire à la treizième face et à la quatorzième face,
- une seizième face opposée à la quinzième face et en regard de la deuxième paroi latérale,

module dans lequel nombre total de colonnes de cellules est paire, ledit module comprend un quatrième dispositif déviateur qui s’étend selon l’axe d’empilage depuis la paroi inférieure jusqu’à la paroi supérieure d’une part et depuis la paroi distale jusqu’à la colonne d’extrémité sensiblement dans le prolongement de la quatorzième face, de sorte que le fluide caloporteur soit dirigé le long de la quatorzième face

ou module dans lequel nombre total de colonnes de cellules est impaire supérieur à 1, ledit module comprend un quatrième dispositif déviateur qui s’étend selon l’axe d’empilage depuis la paroi inférieure jusqu’à la paroi supérieure d’une part et depuis la paroi proximale jusqu’à la colonne d’extrémité sensiblement dans le prolongement de la quatorzième face, de sorte que le fluide caloporteur soit dirigé le long de la quatorzième face ;
- le quatrième dispositif déviateur est continu ;
- une longueur de l’écoulement de fluide caloporteur mesurée entre l’orifice d’entrée et l’orifice de sortie est inférieure ou égale à cinq mètres ;
- les cellules comprennent des électrodes et un électrolyte qui sont emballées dans un sachet souple hermétique ;
- les dispositifs déviateurs sont des dispositifs passifs.

Il est proposé en deuxième lieu un système de gestion thermique comprenant le module présenté ci-dessus, ledit système comprenant :
- un circuit fluidique fermé,
- un fluide caloporteur lequel est un liquide diélectrique apte à circuler dans le circuit fluidique,
- des moyens de mesure de la température du liquide diélectrique,
- une pompe apte et destinée à mettre en mouvement le liquide diélectrique dans le circuit fluidique,
- un dispositif informatique de gestion apte à recevoir des données des moyens de mesure de la température et apte à contrôler la pompe.

Brève description des figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :

la est une représentation schématique en vue de dessus d’un module selon l’état de la technique.

la est une représentation schématique en vue de dessus d’un module selon l’invention.

la est une représentation schématique d’un système de gestion thermique comprenant un module selon l’invention.

Description détaillée de l'invention

Sur les dessins, est représenté un module 1 électrique. Le module 1 électrique comprend une cavité 2 interne. La cavité 2 interne est destinée à être remplie d’un fluide 3 caloporteur.

Alternativement, la cavité 2 interne est destinée à être partiellement remplie d’un fluide caloporteur.

Le fluide 3 caloporteur est animé d’un mouvement représenté par des flèches visibles. En d’autres termes, le fluide 3 caloporteur n’est pas statique à l’intérieur de la cavité 2 interne.

Le module 1 comprend des cellules 4 électriques agencées dans la cavité 2 interne.

Le module 1 comprend au moins un dispositif 18, 26, 33, 39 déviateur apte et destiné à dévier le fluide 3 caloporteur dans la cavité 2 interne. Le dispositif 18, 26, 33, 39 déviateur est apte à orienter le fluide 3 caloporteur. Cette orientation est telle que le fluide 3 caloporteur se déplace autour des cellules 4.

On définit en premier lieu, un premier axe X s’étendant selon une première direction d’extension du module 1. On définit en deuxième lieu, un deuxième axe Y transversal perpendiculaire à l’axe X. On définit en dernier lieu, un axe Z d’empilement transversal perpendiculaire aux axes X et Y.

Ainsi, la gestion thermique est optimale. En se déplaçant autour des cellules 4, la température du fluide 3 caloporteur augmente progressivement. En référence à la , sans dispositif déviateur, la température à des points opposés A1 et B1 est sensiblement identique. La température à un point C1 situé au centre d’une cellule 4 est très supérieure à celle des points A1 et B1 situés sur des tranches 5 de la cellule 5 et opposés selon l’axe X et ceci en raison du fait que le fluide 3 caloporteur n’a pas eu le temps de monter en température puisque celui-ci se déplace de part et d’autre de la cellule 4. Sur la , le module 1 comprend un dispositif 18, 26, 33, 39 déviateur. La température à un point B2 sur la tranche 5 est alors supérieure à la température à un point A2 sur la tranche 5 et opposé au point B2 selon l’axe X car le fluide caloporteur est progressivement monté en température en se déplaçant autour de la cellule 4. Ceci permet une gestion thermique moins brutale. Ainsi la cellule 4 devient plus performante.

Avantageusement, le module 1 comprend un canal 6 fluidique. Le canal 6 fluidique se situe autour des cellules 4 et le fluide 3 caloporteur circule dans ledit canal 6 fluidique. Le dispositif 18, 26, 33, 39 déviateur est agencé dans le canal 6 fluidique.

Ainsi il devient possible d’orienter le fluide 3 caloporteur dans une direction donnée.

Avantageusement, le module 1 comprend :
- une paroi 7 inférieure,
- une paroi supérieure non représentée sur les dessins,
- une première paroi 8 latérale reliant la paroi inférieure à la paroi supérieure,
- une deuxième paroi 9 latérale opposée à la première paroi 8 latérale et reliant la paroi 7 inférieure à la paroi supérieure,
- une paroi 10 proximale solidaire de la paroi 7 inférieure, de la paroi supérieure, de la première paroi 8 latérale et de la deuxième paroi 9 latérale,
- une paroi 11 distale opposée à la paroi 10 proximale et solidaire de la paroi 7 inférieure, de la paroi supérieure, de la première paroi 8 latérale et de la deuxième paroi 9 latérale.

Les parois 7, 8, 9, 10, 11 et la paroi supérieure définissent ensemble la cavité 2 interne.

Avantageusement, les cellules 4 comprennent un empilage d’électrodes distinctes les unes des autres et séparées les unes des autres par un film séparateur poreux. Les électrodes sont empilées selon l’axe Z d’empilement. Les cellules 4 électriques sont agencées les unes sur les autres et en contact direct les unes avec les autres de sorte à former au moins une colonne 12, 21, 28, 34 qui s’étend selon l’axe Z d’empilement. Le canal 6 fluidique se situe d’une part entre les parois 8, 9, 10, 11 latérales, proximale, distale, et d’autre part la colonne 12, 21, 28, 34 de cellules 4.

Une telle architecture permet une gestion thermique de chaque électrode de chaque cellule 4. En effet, cet agencement permet au fluide 3 caloporteur de venir au plus près de chaque électrode de chacune des cellules 4 du module 1. Le fluide 3 caloporteur vient ainsi lécher la périphérie de chacune des électrodes. Cette architecture permet ainsi une gestion thermique fine de chaque électrode. Une telle précision de la gestion thermique augmente significativement les performances du module 1 et donc de la batterie électrique, en permettant un fonctionnement dans des conditions thermiques optimales au moyen d’une gestion fine et précise de la température de chacune des électrodes.

Les électrodes ainsi que l’électrolyte sont avantageusement emballées dans un sachet souple hermétique.

Une telle architecture permet une gestion thermique optimale.

Selon un premier mode de réalisation représenté sur la , le module comprend une première colonne 12 de cellules 4.

La première colonne 12 comprend :
- une première face 13 en regard de la paroi 10 proximale,
- une deuxième face 14 opposée à la première face 13 et en regard de la paroi 11 distale,
- une troisième face 15 en regard de la première paroi 8 latérale, et
- une quatrième face 16 opposée à la troisième face 15.

Le module comprend un premier dispositif 18 déviateur. Le premier dispositif 18 déviateur s’étend selon l’axe Z depuis la paroi 7 inférieure jusqu’à la paroi supérieure. Le premier dispositif 18 déviateur s’étend l’axe Y depuis la paroi 10 proximale jusqu’à la première colonne 12. Le premier dispositif 18 déviateur s’étend sensiblement dans le prolongement de la quatrième face 16.

Le module 1 comprend un orifice d’entrée de fluide 3 caloporteur. L’orifice 19 d’entrée est adjacent au premier dispositif déviateur. L’orifice 19 d’entrée est agencé en regard de la première face 13.

Le premier dispositif 18 déviateur se présente sous la forme d’une paroi continue. Par « continue », il est entendu que le premier dispositif 18 déviateur ne comprend pas d’orifices et ne permet ainsi pas au fluide 3 caloporteur de passer au travers de celui-ci.

Ainsi le fluide 3 caloporteur est dirigé le long de la première face 13 puis de la troisième face 15 puis de la deuxième face 14 et enfin le long de la quatrième face 16. La température du fluide 3 caloporteur monte progressivement au contact de la première colonne 12. La gestion thermique est ainsi moins brutale, ce qui améliore la performance des cellules 4 électriques.

Avantageusement et en référence aux figures 4 et 5, le module 1 peut comprendre au moins une colonne 21 de cellules supplémentaires impaire. Par « impaire », il est entendu que la colonne supplémentaire est la première, la troisième, la cinquième colonne et ainsi de suite, en se déplaçant selon l’axe X et en excluant la première colonne 12. L’au moins une colonne supplémentaire 21 impaire est agencée entre la première colonne 12 et la deuxième paroi 9 latérale. En revanche l’au moins une colonne supplémentaire 21 impaire n’est pas immédiatement adjacente à la deuxième paroi 9 latérale.

Une colonne de cellules immédiatement adjacente à la deuxième paroi 9 latérale, qu’elle soit située à côté de la première colonne 12 ou d’une colonne supplémentaire 21, 28 paire ou impaire, est dénommée colonne d’extrémité.

L’au moins une colonne supplémentaire 21 impaire comprend :
- une cinquième face 22 en regard de la paroi 10 proximale,
- une sixième face 23 opposée à la cinquième face 22 et en regard de la paroi 11 distale,
- une septième face 25 sensiblement perpendiculaire à la cinquième face 22 et à la sixième face 23 et située du côté de la première paroi 8 latérale,
- une huitième face 46 opposée à la septième face 25 et située du côté de la deuxième paroi 9 latérale.

Le module 1 comprend avantageusement un deuxième dispositif 26 déviateur. Le deuxième dispositif 26 déviateur s’étend selon l’axe Z d’empilage depuis la paroi 7 inférieure jusqu’à la paroi supérieure.

Le deuxième dispositif 26 déviateur s’étend depuis la paroi 11 distale jusqu’à la colonne supplémentaire 21 impaire sensiblement dans le prolongement de la septième face 25 et selon l’axe Y.

Ainsi au moins une partie du fluide 3 caloporteur est dirigé le long de la septième face 25 et continue son trajet autour des cellules 4. Le trajet du fluide 3 caloporteur rappelle sensiblement celui d’un serpentin ou d’un slalome. La température du fluide 3 caloporteur monte ainsi progressivement au contact des cellules 4. La gestion thermique est ainsi moins brutale, ce qui améliore la performance des cellules 4 électriques.

Avantageusement le deuxième dispositif 26 déviateur comporte des passages 27 fluidiques.

Ainsi le fluide 3 caloporteur est en partie dirigé le long de la sixième face 23.

Avantageusement, le module 1 peut comprendre au moins une colonne supplémentaire 28 paire de cellules. Par « paire », il est entendu que la colonne supplémentaire 28 paire est la deuxième, la quatrième, la sixième colonne et ainsi de suite, en se déplaçant selon l’axe X et en excluant la première colonne. L’au moins une colonne supplémentaire 28 paire est agencée entre colonne supplémentaire 21 impaire et la deuxième paroi 9 latérale. En revanche l’au moins une colonne supplémentaire 28 paire n’est pas immédiatement adjacente à la deuxième paroi 9 latérale. Ainsi que précédemment évoqué, une colonne immédiatement voisine de la deuxième paroi 9 latérale est une colonne d’extrémité.

L’au moins une colonne supplémentaire 28 paire comprend :
- une neuvième face 29 en regard de la paroi 10 proximale,
- une dixième face 30 opposée à la neuvième face 29 et en regard de la paroi 11 distale,
- une onzième face 31 sensiblement perpendiculaire à la neuvième face 29 et à la dixième face 30 et située du côté de la première paroi 8 latérale,
- une douzième face 32 opposée à la onzième face 31 et située du côté de la deuxième paroi 9 latérale.

Le module 1 comprend avantageusement un troisième dispositif 33 déviateur. Le troisième dispositif 33 déviateur s’étend selon l’axe Z d’empilage depuis la paroi 7 inférieure jusqu’à la paroi supérieure.

Le troisième dispositif 33 déviateur s’étend depuis la paroi 10 proximale jusqu’à la colonne supplémentaire 28 paire sensiblement dans le prolongement de la onzième face 31 et selon l’axe Y.

Ainsi au moins une partie du fluide 3 caloporteur est dirigé le long de la onzième face 31 et continue son trajet autour des cellules 4. Le trajet du fluide 3 caloporteur rappelle sensiblement celui d’un serpentin ou d’un slalome. La température du fluide 3 caloporteur monte ainsi progressivement au contact des cellules. La gestion thermique est ainsi moins brutale, ce qui améliore la performance des cellules électriques.

Avantageusement le troisième dispositif 33 déviateur comporte des passages 27 fluidiques.

Ainsi le fluide 3 caloporteur est en partie dirigé le long de la neuvième face 29.

Avantageusement, ainsi que précédemment évoqué, le module 1 peut comprendre une colonne 34 d’extrémité. La colonne 34 d’extrémité est immédiatement voisine de la deuxième paroi 9 latérale. La première colonne 12 n’est pas une colonne d’extrémité. La colonne 34 d’extrémité comprend :
- une treizième face 35 en regard de la paroi 10 proximale,
- une quatorzième face 36 opposée à la treizième face 35 et en regard de la paroi 11 distale,
- une quinzième face 37 sensiblement perpendiculaire à la treizième face 35 et à la quatorzième face 36,
- une seizième face 38 opposée à la quinzième face 37 et en regard de la deuxième paroi 9 latérale.

Dans ce qui suit, il est fait la distinction selon que le module comprend un nombre total paire ou impaire de colonnes de cellules.

En référence aux figures 3 et 5, lorsque le module 1 comprend un nombre total paire de colonnes de cellules, ledit module 1 comprend un quatrième dispositif 39 déviateur. Le quatrième dispositif 39 déviateur s’étend selon l’axe Z d’empilage depuis la paroi 7 inférieure jusqu’à la paroi supérieure. Le quatrième dispositif 39 déviateur s’étend depuis la paroi 11 distale jusqu’à la colonne 34 d’extrémité sensiblement dans le prolongement de la quatorzième face 36 et selon l’axe Y.

Ainsi le fluide 3 caloporteur est dirigé le long de la quatorzième face 36 de sorte que ledit fluide 3 caloporteur puisse continuer son trajet autour des cellules. Le trajet du fluide 3 caloporteur rappelle sensiblement celui d’un serpentin ou d’un slalome. La température du fluide 3 caloporteur monte ainsi progressivement au contact des cellules. La gestion thermique est ainsi moins brutale, ce qui améliore la performance des cellules électriques

En référence à la figures 5, lorsque le module 1 comprend un nombre total impaire de colonnes de cellules, ce nombre total étant supérieur à 1, ledit module comprend un quatrième dispositif 39 déviateur. Le quatrième dispositif 39 déviateur s’étend selon l’axe Z d’empilage depuis la paroi 7 inférieure jusqu’à la paroi supérieure. Le quatrième dispositif 39 déviateur s’étend depuis la paroi 10 proximale jusqu’à la colonne 34 d’extrémité sensiblement dans le prolongement de la quatorzième face 36 et selon l’axe Y.

Ainsi le fluide 3 caloporteur est dirigé le long de la quatorzième face 36 de sorte que ledit fluide 3 caloporteur puisse continuer son trajet autour des cellules. Le trajet du fluide 3 caloporteur rappelle sensiblement celui d’un serpentin ou d’un slalome. La température du fluide 3 caloporteur monte ainsi progressivement. La gestion thermique est ainsi moins brutale, ce qui améliore la performance des cellules électriques

Le quatrième dispositif 39 déviateur se présente sous la forme d’une paroi continue.

Ceci permet de diriger intégralement le fluide 3 caloporteur vers un orifice 40 de sortie.

Avantageusement, une longueur de l’écoulement de fluide 3 caloporteur mesurée entre l’orifice d’entrée et l’orifice de sortie est inférieure ou égale à cinq mètres.

La longueur de l’écoulement est déterminée en mesurant le chemin que parcourt le fluide 3 caloporteur.

Une telle longueur permet d’avoir une gestion thermique efficace et fonctionnelle dans le module. En particulier cela permet de conserver un coefficient d’échange thermique suffisant pour refroidir le module.

Avantageusement, les dispositifs déviateurs (18, 26,33,39) sont passifs.

Par « passif », il est entendu que les dispositifs déviateurs n’ont pas besoin d'une source d'énergie externe pour fonctionner. Les dispositifs déviateurs sont aptes à rediriger le flux d'un fluide simplement par leur géométrie ou leur positionnement, sans recourir à un quelconque mécanisme externe.

Disposer de dispositifs déviateurs passifs permet de prévenir le risque de pannes des dispositifs augmentant ainsi leur fiabilité. En outre, de tels dispositifs permettent une conception simplifiée du module grâce à l’absence de pièces mécaniques complexes, réduisant également les coûts de fabrication et de maintenance.

L’invention concerne avantageusement un système 41 de gestion thermique comprenant le module 1 précédemment décrit.

Le système de gestion thermique comprend un circuit 44 fluidique fermé. Le circuit fluidique est en connexion fluidique avec l’orifice 19 d’entrée et avec l’orifice 40 de sortie.

Le système 41 de gestion thermique comprend un liquide diélectrique circulant dans le circuit fluidique. Le liquide diélectrique est un fluide caloporteur.

Le système 41 de gestion thermique comporte des moyens 42 de mesure de la température du liquide diélectrique. Ces moyens de mesure sont par exemple des capteurs de température.

Le système 41 de gestion thermique comprend une pompe 43 apte et destinée à mettre en mouvement le liquide diélectrique dans le circuit 44 fluidique.

Le système 41 de gestion thermique comprend un dispositif 45 informatique de gestion apte à recevoir des données de température provenant des moyens 42 de mesures de la température. Le dispositif 45 informatique est apte à contrôler la pompe 43 afin de modifier le débit du liquide diélectrique dans le circuit fluidique en fonction des données de température.

Un tel système de gestion thermique permet d’obtenir un régulation thermique optimale de sorte que les cellules électriques fonctionnent de manière optimale au profit de meilleures performances globales. En particulier, ce système de gestion thermique permet une bonne homogénéité de température entre les cellules et réduit le vieillissement prématuré desdites cellules.

Claims

Module (1) électrique comprenant une cavité (2) interne destinée à être remplie d’un fluide (3) caloporteur en mouvement ou destinée à être remplie au moins en partie par un fluide (3) caloporteur en mouvement, ledit module (1) comprenant une pluralité de cellules (4) électriques agencées dans la cavité (2) interne, ledit module (1) comprenant au moins un dispositif (18, 26, 33, 39) déviateur apte à orienter le fluide (3) caloporteur dans la cavité (2) interne de sorte que ledit fluide (3) caloporteur se déplace autour desdites cellules (4).
Module (1) selon la revendication 1 dans lequel, celui-ci comprend un canal (6) fluidique situé autour des cellules (4), le fluide (3) caloporteur étant apte à circuler dans ledit canal (6) fluidique, module (1) dans lequel l’au moins un dispositif (18, 26, 33, 39) déviateur est agencé dans le canal fluidique.
Module (1) électrique selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2 dans lequel, celui-ci comprend :
-une paroi (7) inférieure,
- une paroi supérieure opposée à la paroi (7) inférieure,
- une première paroi (8) latérale reliant la paroi (7) inférieure à la paroi supérieure,
- une deuxième paroi (9) latérale opposée à la première paroi (8) latérale et reliant la paroi (7) inférieure à la paroi supérieure,
- une paroi (10) proximale solidaire de la paroi (7) inférieure, de la paroi supérieure, de la première paroi (8) latérale et de la deuxième paroi (9) latérale,
- une paroi (11) distale opposée à la paroi (10) proximale et solidaire de la paroi (7) inférieure, de la paroi supérieure, de la première paroi (8) latérale et de la deuxième paroi (9) latérale,
les paroi (7) inférieure, paroi supérieure, première paroi (8) latérale, deuxième paroi (9) latérale, paroi (10) proximale et paroi (11) distale, définissant ensemble, la cavité (8) interne.
Module (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, les cellules (4) comprennent un empilage d’électrodes distinctes les unes des autres et séparées par un film séparateur poreux, lesdites électrodes étant empilées selon un axe (Z) d’empilement,
module (1) dans lequel, les cellules (4) électriques sont agencées les unes sur les autres et en contact direct les unes avec les autres de sorte à former au moins une colonne (12, 21, 28, 34) qui s’étend selon l’axe (Y) d’empilement des électrodes desdites cellules (4),
module (1) dans lequel le canal (6) fluidique se situe d’une part entre les parois proximale, distale, latérales et d’autre part l’au moins une colonne (12, 21, 28, 34) de cellules (4).
Module (1) selon la revendication 4 dans lequel, la première colonne comprend :
- une première face (13) en regard de la paroi (10) proximale,
- une deuxième face (14) opposée à la première face (13) et en regard de la paroi (11) distale,
- une troisième face (15) en regard de la première paroi (8) latérale, et
- une quatrième face (16) opposée à la troisième face (15),
module (1) dans lequel celui-ci comprend un premier dispositif (18) déviateur qui s’étend selon l’axe (Z) d’empilage depuis la paroi (7) inférieure jusqu’à la paroi supérieure d’une part et depuis la paroi (10) proximale jusqu’à la première colonne (12) sensiblement dans le prolongement de la quatrième face (16),
module dans lequel celui-ci comprend un orifice (19) d’entrée sensiblement adjacent au premier dispositif (18) déviateur de sorte que le fluide (3) caloporteur soit dirigé le long de la première face (13) puis de la troisième face (15) puis de la deuxième face (14) puis de la quatrième face (16) de la dite première colonne (12).
Module (1) selon la revendication 5 dans lequel, celui-ci comprend au moins une colonne (21) de cellules supplémentaire impaire agencée entre la première colonne (12) et la deuxième paroi (9) latérale, l’au moins une colonne supplémentaire (21) impaire comprenant :
- une cinquième face (22) en regard de la paroi (10) proximale,
- une sixième face (23) opposée à la cinquième face (22) et en regard de la paroi (11) distale,
- une septième face (25) sensiblement perpendiculaire à la cinquième face (22) et à la sixième face (23) et située du côté de la première paroi (8) latérale,
- une huitième face (46) opposée à la septième face (25) et située du côté de la deuxième paroi (9) latérale,
module (1) dans lequel, celui-ci comprend un deuxième dispositif (26) déviateur qui s’étend selon l’axe (Z) d’empilage depuis la paroi (7) inférieure jusqu’à la paroi supérieure d’une part et
- depuis la paroi (11) distale jusqu’à la colonne supplémentaire (21) impaire sensiblement dans le prolongement de la septième face (25), de sorte que le fluide (3) caloporteur soit dirigé au moins en partie le long de la septième face (25).
Module selon la revendication 6 dans lequel, le deuxième dispositif (26) déviateur comporte des passages (27) fluidiques destinés à permettre que le fluide (3) caloporteur soit en partie dirigé le long de la sixième face (23).
Module (1) selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7 dans lequel, celui-ci comprend au moins une colonne de cellules supplémentaire (28) paire agencée entre la première colonne (12) et la deuxième paroi (9) latérale, l’au moins une colonne supplémentaire (28) paire comprenant :
- une neuvième face (29) en regard de la paroi (10) proximale,
- une dixième face (30) opposée à la neuvième face (29) et en regard de la paroi (11) distale,
- une onzième face (31) sensiblement perpendiculaire à la neuvième face (29) et à la dixième face (30) et située du côté de la première paroi (8) latérale,
- une douzième face (32) opposée à la onzième face (31) et située du côté de la deuxième paroi (9) latérale,
module (1) dans lequel, celui-ci comprend un troisième dispositif (33) déviateur qui s’étend selon l’axe (Z) d’empilage depuis la paroi (7) inférieure jusqu’à la paroi supérieure d’une part et
- depuis la paroi (10) proximale jusqu’à la colonne supplémentaire (28) paire sensiblement dans le prolongement de la onzième face (31), de sorte que le fluide (3) caloporteur soit dirigé au moins en partie le long de la onzième face (31).
Module (1) selon la revendication 8 dans lequel, le troisième dispositif (33) déviateur comporte des passages (27) fluidiques destinés à permettre que le fluide (3) caloporteur soit en partie dirigé le long de la neuvième face (29).
Module (1) selon l’une quelconque des revendications 5 à 9 dans lequel, celui-ci comprend une colonne (34) de cellules d’extrémité immédiatement voisine de la deuxième paroi (9) latérale la colonne (34) d’extrémité comprend :
- une treizième face (35) en regard de la paroi (10) proximale,
- une quatorzième face (36) opposée à la treizième face (35) et en regard de la paroi (11) distale,
- une quinzième face (37) sensiblement perpendiculaire à la treizième face (35) et à la quatorzième face (36),
- une seizième face (38) opposée à la quinzième face (37) et en regard de la deuxième paroi (9) latérale,

module (1) dans lequel nombre total de colonnes de cellules est paire, ledit module (1) comprend un quatrième dispositif (39) déviateur qui s’étend selon l’axe (Z) d’empilage depuis la paroi (7) inférieure jusqu’à la paroi supérieure d’une part et depuis la paroi (11) distale jusqu’à la colonne (34) d’extrémité sensiblement dans le prolongement de la quatorzième face (36), de sorte que le fluide (3) caloporteur soit dirigé le long de la quatorzième face (36)

ou module (1) dans lequel nombre total de colonnes de cellules est impaire supérieur à 1, ledit module (1) comprend un quatrième dispositif (39) déviateur qui s’étend selon l’axe (Z) d’empilage depuis la paroi (7) inférieure jusqu’à la paroi supérieure d’une part et depuis la paroi (10) proximale jusqu’à la colonne (34) d’extrémité sensiblement dans le prolongement de la quatorzième face (36), de sorte que le fluide (3) caloporteur soit dirigé le long de la quatorzième face (36).
Module (1) selon la revendication 10 dans lequel, le quatrième dispositif (39) déviateur est continu.
Module (1) selon l’une quelconque des revendications 5 à 11 dans lequel, une longueur de l’écoulement de fluide (3) caloporteur mesurée entre l’orifice (19) d’entrée et l’orifice (40) de sortie est inférieure ou égale à cinq mètres.
Module (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, les cellules (4) comprennent des électrodes et un électrolyte qui sont emballées dans un sachet souple hermétique.
Module (1) selon l’une des quelconques revendications précédentes dans lequel, les dispositifs déviateurs (18, 26, 33, 39) sont des dispositifs passifs.
Système (41) de gestion thermique comprenant module (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, ledit système (41) comprenant :
- un circuit (44) fluidique fermé,
- un fluide (3) caloporteur lequel est un liquide diélectrique apte à circuler dans le circuit (44) fluidique,
- des moyens (42) de mesure de la température du liquide diélectrique,
- une pompe (43) apte et destinée à mettre en mouvement le liquide diélectrique dans le circuit (44) fluidique,
- un dispositif (45) informatique de gestion apte à recevoir des données des moyens (42) de mesure de la température et apte à contrôler la pompe (43).