FR2962381A1

FR2962381A1 - Gaine d'alimentation en air de refroidissement de la batterie d'un vehicule a motorisation electrique ou hybride electrique, et procede de montage d'une telle gaine

Info

Publication number: FR2962381A1
Application number: FR1055485A
Authority: FR
Inventors: Damien-Pierre Sainflou
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2012-01-13

Abstract

La gaine est constituée en deux parties, à savoir une première partie de gaine (10) liée à la batterie (1) et une seconde partie de gaine (20) liée à la caisse du véhicule, les deux parties de gaine (10, 20) étant raccordées l'une avec l'autre selon une interface de raccordement (I) située entre la caisse et la batterie (1). Véhicules automobiles. Systèmes de refroidissement des batteries des véhicules à motorisation hybride électrique ou électrique.

Description

GAINE D'ALIMENTATION EN AIR DE REFROIDISSEMENT DE LA BATTERIE D'UN VEHICULE A MOTORISATION ELECTRIQUE OU HYBRIDE ELECTRIQUE, ET PROCEDE DE MONTAGE D'UNE TELLE GAINE.

La présente invention se rapporte à une gaine d'alimentation en air de refroidissement de la batterie d'un véhicule à motorisation électrique ou hybride électrique. Elle se rapporte également à un procédé de montage d'une telle gaine.

L'invention concerne, en particulier, les véhicules électriques et hybrides qui sont équipés d'un super condensateur ou d'une batterie permettant d'emmagasiner une forte puissance électrique, ou une forte quantité d'énergie, pour alimenter la chaîne de traction électrique ou hybride électrique du véhicule en totalité ou en partie. Il importe de noter que le super condensateur embarque un électrolyte liquide, qui peut être dangereux en cas de fuite. Cet électrolyte ne doit pas être soumis à un échauffement intempestif susceptible d'entraîner une ébullition brutale, voir explosive. Il importe également de noter que la batterie, en particulier s'il s'agit d'une batterie lithium-ion, nécessite une régulation thermique suffisamment efficace. Ainsi, on comprend que, pour les raisons évoquées ci- dessus et des raisons de sécurité également, la batterie, par exemple, soit, le plus souvent, située à l'extérieur de l'habitacle et fixée sur la caisse du véhicule par l'intermédiaire d'un châssis qui est assemblé, découplé ou non, à la caisse lors de l'opération de montage du véhicule, dite opération de « coiffage », c'est-à-dire l'opération de raccordement et de vissage sous la caisse du véhicule de l'ensemble des composants disposés sur une luge préparée préalablement en marge du flux principal de production des véhicules.

La batterie peut avantageusement être refroidie en amenant de l'air réfrigéré, sec et filtré, de l'habitacle. Dans ce cas, il faut réaliser le montage de la gaine d'alimentation en air de refroidissement et ce montage, de l'intérieur vers l'extérieur de la caisse du véhicule, n'est pas sans difficultés. On connaît déjà différentes structures de gaine 5 d'alimentation pour une batterie montée sur un véhicule automobile à motorisation hybride électrique. A titre d'exemple, le document JP 2009040152A décrit une telle structure de gaine d'alimentation en air, qui comprend un ventilateur fournissant de l'air de 10 refroidissement à la batterie, une canalisation pour amener l'air de refroidissement du ventilateur à la batterie. Cette canalisation est reliée à la batterie et au ventilateur par deux liaisons distinctes qui sont mises en place selon un mouvement de translation dans une direction unique pour les 15 deux liaisons. On connaît aussi différents systèmes de refroidissement de la batterie avec de l'air prélevé dans l'habitacle du véhicule. Ces systèmes utilisent, de façon classique, des gaines en matière plastique, qui sont montées 20 autour de la batterie par un opérateur au cours d'une opération de montage distincte et postérieure au montage de la batterie sur la caisse du véhicule. Cette opération nécessite une intervention ultérieure en ligne de production pour permettre la connexion du système de refroidissement de 25 la batterie à l'habitacle par la pose et l'ajustement d'une gaine souple permettant de découpler les mouvements de la batterie de ceux de la caisse. Il faut accéder manuellement à des zones situées à travers - ou directement en dessous - du plancher, et cela nécessite la présence d'une trappe 30 d'accès pour le passage des mains de l'opérateur de montage ou bien la réalisation d'un plancher de coffre démontable. Le but de la présente invention est de fournir une gaine d'alimentation en air de refroidissement de la batterie d'un véhicule à motorisation électrique ou hybride 35 électrique, dont la structure soit telle qu'elle permette de densifier l'implantation des composants de la chaîne de traction sous le plancher de coffre du véhicule hybride ou électrique. Un autre but de la présente invention est de fournir une telle gaine d'alimentation en air de refroidissement, qui soit d'un montage aisé, assuré avec un minimum de place et d'impact sur les pertes de charge, et qui évite, d'une part, une intervention d'opérateur pour réaliser la connexion des parties de gaine et, d'autre part, le recours à l'utilisation d'une trappe d'accès dans le plancher de coffre du véhicule. Un autre but de la présente invention est de fournir une telle gaine d'alimentation, qui soit étanche. Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir une telle gaine d'alimentation et un procédé de montage d'une telle gaine, qui soient de conception et de réalisation simples, et qui soient économiques. Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet une gaine d'alimentation en air de refroidissement de la batterie d'un véhicule à motorisation électrique ou hybride électrique, destinée à amener de l'air de refroidissement de l'habitacle du véhicule vers la batterie. Cette gaine nouvelle est constituée en deux parties, à savoir une première partie de gaine liée à la batterie et une seconde partie de gaine liée à la caisse du véhicule et débouchant dans l'habitacle du véhicule. Les deux parties de gaine sont raccordées l'une avec l'autre selon une interface de raccordement située entre la caisse du véhicule et la batterie. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, la gaine d'alimentation en air de refroidissement présente un parcours sensiblement horizontal et l'interface de raccordement des deux parties de la gaine d'alimentation est située dans un plan incliné par rapport à l'horizontale d'un angle sensiblement égal ou voisin de 45°.

Des moyens d'étanchéité sont prévus à l'interface de raccordement. Ces moyens d'étanchéité peuvent être constitués par un cordon de mousse, de manière à permettre une étanchéité à l'air et à la poussière. Ces moyens d'étanchéité peuvent, en variante, être constitués par un joint d'étanchéité à au moins une lèvre, de manière à permettre une étanchéité à l'air, à la poussière et à l'eau. Ces moyens d'étanchéité présentent un débattement suffisant pour absorber les déplacements relatifs de la batterie et de la caisse du véhicule.

La seconde partie de la gaine d'alimentation traverse une ouverture adaptée de la caisse du véhicule, et est fixée à cette dernière par des vis de fixation ou par « clippage », un joint d'étanchéité étant prévu entre ladite seconde partie de gaine et ladite ouverture de la caisse de manière à empêcher toute fuite entre l'habitacle et l'extérieur. La première partie de gaine peut être avantageusement fixée à la batterie par des vis de fixation. La présente invention a également pour objet un procédé de montage d'une gaine d'alimentation en air de refroidissement conforme à celle décrite ci-dessus dans ses grandes lignes, et selon ce procédé nouveau les deux parties de gaine sont connectées l'une à l'autre par simple déplacement de bas en haut de la batterie pourvue de sa partie de gaine, selon une direction sensiblement verticale. Au cours de ce déplacement, la partie de gaine liée à la batterie vient alors s'assembler par concordance des formes à la partie de gaine liée à la caisse pour former la gaine d'alimentation complète.

D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1A est un schéma illustrant les deux parties constitutives de la gaine d'alimentation en air de refroidissement, avant leur connexion, - la figure 1B est un schéma illustrant la section du joint d'étanchéité à lèvres monté entre les deux parties de gaine de la figure 1A, - la figure 1C est un schéma illustrant le joint d'étanchéité à lèvres des figures 1A et 1B en vue de dessus, - la figure 2A est un schéma illustrant les deux parties constitutives de la gaine d'alimentation en air de refroidissement, après leur connexion, et - la figure 2B est un schéma illustrant le joint 10 d'étanchéité à lèvres de la figure 2A entre les deux parties de gaine connectées ensemble. - la figure 3 est une vue en perspective, schématique, de la gaine d'alimentation de l'invention dans son environnement hors plancher de coffre, et 15 - la figure 4 est une vue en perspective de la gaine d'alimentation de la figure 3 sous le plancher de coffre du véhicule. En référence aux schémas des figures 1A et 2A, on a représenté, de manière très schématique, la batterie 1 d'un 20 véhicule à motorisation électrique ou hybride électrique. La batterie 1, montée sous le plancher 2 du coffre du véhicule, doit être refroidie en amenant de l'air en provenance de l'habitacle du véhicule. A cette fin, il faut avoir une canalisation, appelée aussi « gaine d'alimentation », qui 25 relie l'habitacle H du véhicule, où est prélevé l'air de refroidissement, à l'extérieur de la caisse pour faire entrer l'air de refroidissement dans une ouverture ménagée dans la batterie 1. Pour relier l'habitacle H du véhicule où est prélevé l'air à la batterie 1, la gaine d'alimentation 30 doit traverser la caisse 3, la référence 3A désignant l'orifice de passage de la gaine dans la caisse 3. De plus, cette gaine d'alimentation doit être conçue, de préférence, de façon à permettre les débattements de la batterie 1 montée sur le châssis filtré du véhicule. 35 Selon le principe de la présente invention, la gaine d'alimentation est formée en deux parties, à savoir un premier conduit 10, qui est lié à la batterie 1 et un second conduit 20 qui est lié à la caisse 3 du véhicule, traverse cette dernière en 3A et débouche dans l'habitacle H. Comme on peut mieux le voir sur le dessin de la figure 3, les deux parties 10 et 20 sont assemblées l'une avec l'autre selon une interface de raccordement I située entre la caisse 2 et la batterie 1. Cette interface de raccordement I est située dans un plan incliné par rapport à l'horizontale d'un angle « a » sensiblement égal ou voisin de 45°, ce qui permet un raccordement des deux parties de la gaine par simple emboîtement vertical sur une faible distance linéaire de gaine (mouvement de la flèche « D » sur les figures 1A et 2A). Le parcours de l'air de refroidissement est illustré par les flèches « A », à partir de l'entrée d'air 21 vers la batterie 1 et en retour de cette dernière sur les pulseurs de ventilation 40. L'interface I, incliné de cette façon, permet un raccordement vertical dans une gaine ayant un parcours sensiblement horizontal, et cela en limitant l'effet sur l'écoulement fluide, en particulier l'effet sur les pertes de charge et l'acoustique. Des moyens d'étanchéité sont prévus à l'interface de raccordement I. Comme représenté très schématiquement sur les figures 1B, 1C et 2B, ils sont avantageusement constitués par un joint d'étanchéité 30 à deux lèvres 31, 32 pour une bonne étanchéité à l'air, à la poussière et à l'eau. Ce joint d'étanchéité 30 s'étend sur toute la périphérie de l'interface de raccordement I, comme montré schématiquement sur la figure 1C. En variante, le joint d'étanchéité peut être constitué 30 par un simple cordon de mousse, si l'étanchéité à l'air et à la poussière est suffisante. En variante également, le joint d'étanchéité 30 peut avoir un nombre différent de lèvres, par exemple une seule lèvre ou bien trois lèvres. 35 Le joint d'étanchéité 30 est dimensionné dans son débattement pour absorber pour absorber les déplacements relatifs de la batterie I et de la caisse du véhicule.

En référence au dessin de la figure 4, la batterie 1 est représentée en vue longitudinale sous le plancher 2 du coffre et le dossier du fauteuil arrière 4. La référence 5 désigne une protection thermique de la batterie 1, la référence 6 des longerons de la structure latérale de caisse arrière et la référence 7 le passage de roue arrière correspondant. La seconde partie de gaine 20 traverse une ouverture 3A adaptée de la caisse 3 du véhicule, et est fixée à cette dernière par des vis de fixation ou par « clippage », par exemple. Un joint d'étanchéité (non représenté) est avantageusement prévu entre la seconde partie de gaine 20 et l'ouverture 3A de la caisse 3 de manière à empêcher toute fuite entre l'habitacle H et l'extérieur.

L'ouverture 3A est adaptée à la forme de la caisse, et peut être rectangulaire plane ou en biseau, par exemple. La première partie de gaine 10 est fixée à la batterie 1 par tout moyen de fixation connu en soi, par exemple par des vis de fixation.

Le montage de la gaine d'alimentation de l'invention s'effectue selon le procédé suivant : - les deux parties de gaine 10, 20 sont raccordées ensemble par simple déplacement vertical « D » de bas en haut de la batterie 1, la partie de gaine 10 liée à la cette dernière venant alors s'assembler par concordance des formes à la partie de gaine 20 liée à la caisse 3 pour former la gaine d'alimentation complète. La gaine d'alimentation en air de refroidissement et le procédé de son montage décrits ci-dessus présentent de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : - ils permettent d'effectuer un raccordement étanche des deux parties de gaine par simple emboîtement de deux formes complémentaires, qui s'associent dans un mouvement de bas en haut sensiblement vertical, - ils permettent de réaliser une connexion des deux parties de gaine qui est étanche, - ils permettent de réaliser une connexion des deux parties de gaine, qui absorbe les déplacements relatifs de la batterie et de la caisse du véhicule, ce qui est particulièrement utile lorsque la batterie est positionnée sur un châssis découplé de la caisse du véhicule par l'intermédiaire de pièces du type « silentbloc » en caoutchouc, par exemple, - ils permettent un raccordement vertical dans une gaine ayant un parcours sensiblement horizontal, en limitant l'effet sur l'écoulement fluide, en particulier l'effet sur les pertes de charge et l'acoustique, - la structure de gaine d'alimentation permet de densifier l'implantation des composants de la chaîne de traction sous le plancher de coffre du véhicule hybride ou électrique, - le montage de la gaine d'alimentation est un montage aisé, effectué avec un minimum de place et d'impact sur les pertes de charge, et - le montage de la gaine d'alimentation évite une 20 intervention d'opérateur et le recours à une trappe d'accès dans le plancher de coffre du véhicule. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent 25 être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Gaine d'alimentation en air de refroidissement de la batterie d'un véhicule à motorisation électrique ou hybride électrique, destinée à amener de l'air de refroidissement de l'habitacle (H) vers la batterie (1), caractérisée en ce que ladite gaine est constituée en deux parties, à savoir une première partie de gaine (10) liée à la batterie (1) et une seconde partie de gaine (20) liée à la caisse (3) du véhicule et débouchant dans l'habitacle (H), les deux parties de gaine (10, 20) étant raccordées l'une avec l'autre selon une interface de raccordement (I) située entre la caisse (3) et la batterie (1).
2. Gaine d'alimentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la gaine présente un parcours sensiblement horizontal et en ce que ladite interface de raccordement (I) des deux parties de gaine (10, 20) est située dans un plan incliné par rapport à l'horizontale d'un angle (« a ») sensiblement égal ou voisin de 45°.
3. Gaine d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que des moyens d'étanchéité sont prévus à l'interface de raccordement (I).
4. Gaine d'alimentation selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens d'étanchéité (30) sont constitués par un cordon de mousse, de manière à permettre une étanchéité à l'air et à la poussière.
5. Gaine d'alimentation selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens d'étanchéité (30) sont constitués par un joint d'étanchéité à au moins une lèvre (31, 32), de manière à permettre une étanchéité à l'air, à la poussière et à l'eau.
6. Gaine d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que lesdits moyens d'étanchéité présente un débattement suffisant pour absorber les déplacements relatifs de la batterie (I) et de la caisse du véhicule.
7. Gaine d'alimentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la seconde partie de gaine (20) traverse une ouverture (3A) adaptée de la caisse (3) du véhicule, et est fixée à cette dernière par des vis de fixation ou par « clippage », un joint d'étanchéité étant prévu entre ladite seconde partie de gaine (20) et ladite ouverture (3A) de la caisse (3) de manière à empêcher toute fuite entre l'habitacle (H) et l'extérieur.
8. Gaine d'alimentation selon la revendication 1, 10 caractérisée en ce que la première partie de gaine (10) est fixée à la batterie (1) par des vis de fixation.
9. Procédé de montage d'une gaine d'alimentation en air de refroidissement de la batterie d'un véhicule à motorisation électrique ou hybride électrique, ladite gaine 15 d'alimentation étant conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les deux parties de gaine (10, 20) sont connectées par simple déplacement (« D ») de bas en haut, selon une direction sensiblement verticale, de la batterie (1), la partie de gaine (10) liée 20 à la batterie (1) venant alors s'assembler par concordance des formes à la partie de gaine (20) liée à la caisse (3) pour former la gaine d'alimentation complète.