FR2965342A1

FR2965342A1 - THERMAL BATTERY, HEATING MODULE USING SUCH A BATTERY AND HEATING DEVICE USING SUCH A BATTERY AND / OR SUCH A MODULE

Info

Publication number: FR2965342A1
Application number: FR1057821A
Authority: FR
Inventors: Kamel Azzouz; Pascal Harand
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2012-03-30
Anticipated expiration: 2030-09-28
Also published as: WO2012041724A1; FR2965342B1

Abstract

L'invention concerne une batterie thermique, notamment pour véhicule automobile, comprenant un boîtier (100) et un faisceau d'échange de chaleur (101), logé dans ledit boîtier (100), ladite batterie étant configurée pour permettre un échange de chaleur entre un fluide caloporteur, prévu traversant ledit faisceau (101) et un matériau stockeur de calories, confiné dans ledit boîtier (100). Elle concerne encore un module et un dispositif de chauffage utilisant une telle batterie.The invention relates to a thermal battery, particularly for a motor vehicle, comprising a housing (100) and a heat exchange bundle (101), housed in said housing (100), said battery being configured to allow a heat exchange between a heat transfer fluid provided through said beam (101) and a calorie storage material confined in said housing (100). It also relates to a module and a heating device using such a battery.

Description

BATTERIE THERMIQUE, MODULE DE CHAUFFAGE UTILISANT UNE TELLE BATTERIE ET DISPOSITIF DE CHAUFFAGE UTILISANT UNE TELLE BATTERIE ET/OU UN TEL MODULE La présente invention concerne une batterie thermique, un module de chauffage utilisant une telle batterie et un dispositif de chauffage utilisant une telle batterie et/ou un tel module. Elle trouvera ses applications, notamment, dans le domaine des véhicules automobiles, notamment des véhicules automobiles à système de traction partiellement ou totalement électrique. Elle est plus particulièrement destinée au chauffage de l'habitacle dudit véhicule. Actuellement, pour les véhicules à moteur thermique, tel que moteur essence ou diesel, il est connu de refroidir le moteur à l'aide d'un circuit utilisant un fluide caloporteur qui, après avoir été échauffé en traversant le moteur peut être envoyé non seulement vers un radiateur de refroidissement dudit fluide mais aussi vers un radiateur de chauffage servant à réchauffer l'habitacle du véhicule. Dans les véhicules électriques, on considère aujourd'hui que les systèmes d'entraînement des véhicules, notamment les machines électriques et leur dispositif de commande, dissipent trop peu de chaleur pour assurer de la sorte un chauffage satisfaisant de l'habitacle. Le problème peut se poser de la même façon, même si c'est dans une moindre mesure, dans les véhicules à traction hybride, c'est-à-dire, combinant un moteur thermique et une machine électrique pour assurer l'entraînement du véhicule. The present invention relates to a thermal battery, a heating module using such a battery and a heating device using such a battery, and a heating device using such a battery. / or such a module. It will find its applications, especially in the field of motor vehicles, including motor vehicles with partially or fully electric traction system. It is more particularly intended for heating the passenger compartment of said vehicle. Currently, for vehicles with a combustion engine, such as a petrol or diesel engine, it is known to cool the engine using a circuit using a heat transfer fluid which, after having been heated through the engine can be sent not only to a cooling radiator of said fluid but also to a heating radiator for heating the passenger compartment of the vehicle. In electric vehicles, it is now considered that vehicle drive systems, in particular electrical machines and their control device, dissipate too little heat to ensure satisfactory heating of the passenger compartment. The problem can arise in the same way, even if to a lesser extent, in hybrid-traction vehicles, that is to say, combining a heat engine and an electric machine to drive the vehicle. .

Il a ainsi été proposé d'utiliser des résistances électriques, alimentées à partir des batteries électriques du véhicule, pour assurer un chauffage de l'habitacle. Cependant, le bon fonctionnement de cette solution dépend de l'état de charge des batteries électriques. Par ailleurs, il est connu des batteries à chaleur latente, c'est-à-dire, des batteries permettant de stocker et de restituer de la chaleur par l'intermédiaire d'un matériau à changement de phase. It has thus been proposed to use electric resistors, powered from the electric batteries of the vehicle, to provide heating of the passenger compartment. However, the proper functioning of this solution depends on the state of charge of the electric batteries. Moreover, it is known latent heat batteries, that is to say, batteries for storing and returning heat through a phase change material.

Il existe cependant un besoin de batteries thermiques adaptées à des applications dans le domaine automobile, notamment pour les véhicules à motorisation hybride ou électrique. L'invention se propose d'améliorer la situation et porte sur une batterie thermique, notamment pour véhicule automobile, comprenant un boîtier et un faisceau d'échange de chaleur, logé dans ledit boîtier, ladite batterie étant configurée pour permettre un échange de chaleur entre un fluide caloporteur, prévu traversant ledit faisceau et un matériau stockeur de calories, confiné dans ledit boîtier. There is, however, a need for thermal batteries suitable for applications in the automotive field, especially for vehicles with hybrid or electric drive. The invention proposes to improve the situation and relates to a thermal battery, particularly for a motor vehicle, comprising a housing and a heat exchange bundle, housed in said housing, said battery being configured to allow a heat exchange between a heat transfer fluid provided through said beam and a calorie storage material confined in said housing.

On obtient de la sorte une batterie à chaleur latente d'implantation simple dans un véhicule automobile. Selon différents modes de réalisation : - ledit faisceau définit une pluralité de trajets pour ledit fluide caloporteur alternant avec une pluralité de lames de matériau stockeur de calories, - le boitier comprend une enveloppe, un matériau thermiquement isolant et un corps de confinement, ledit faisceau étant logé dans le corps de confinement et ledit matériau stockeur de calories étant confiné dans ledit corps, ledit matériau thermiquement isolant remplissant au moins partiellement un volume prévu entre ladite enveloppe et ledit corps, - le corps présente, d'une part, des flancs fixés sur le faisceau et, d'autre part, un flanc amovible, de façon à permettre le remplissage du corps en matériau stockeur de calories avant fixation dudit flanc amovible et fermeture dudit corps après fixation dudit flanc amovible sur le reste du corps, - ledit corps est muni de boites collectrices pour le fluide caloporteur communiquant avec ledit faisceau par l'intermédiaire d'orifices prévus au niveau desdits flancs fixés sur ledit faisceau. L'invention concerne également un module de chauffage, notamment pour véhicule pour véhicule automobile, comprenant une batterie thermique telle que décrit plus haut. Selon différents modes de réalisation : - le module comprend un carter à l'intérieur duquel est logée ladite batterie thermique, - ledit carter comprend en outre des moyens pour chauffer un fluide caloporteur, à partir d'au moins une source de courant électrique, ledit module étant configuré pour permettre, lors de certaines phases, un chauffage dudit fluide caloporteur par lesdits moyens pour chauffer le fluide caloporteur et un stockage de chaleur depuis ledit fluide caloporteur dans ladite batterie et, lors d'autres phases, une restitution de chaleur de ladite batterie vers ledit fluide caloporteur. In this way, a latent heat exchanger of simple implantation in a motor vehicle is obtained. According to various embodiments: said beam defines a plurality of paths for said alternating heat transfer fluid with a plurality of calorie storage material blades; the housing comprises an envelope, a thermally insulating material and a confinement body, said beam being housed in the confinement body and said calorie storage material being confined in said body, said thermally insulating material at least partially filling a volume provided between said casing and said body; the body presents, on the one hand, flanks fixed on the beam and, on the other hand, a removable flank, so as to allow the filling of the body of calorie storage material before fixing said removable flank and closing said body after fixing said removable flank on the rest of the body, - said body is provided with collecting boxes for the coolant communicating with said beam via orific are provided at said flanks fixed on said beam. The invention also relates to a heating module, in particular for a vehicle for a motor vehicle, comprising a thermal battery as described above. According to various embodiments: the module comprises a casing inside which said thermal battery is housed; said casing further comprises means for heating a heat-transfer fluid, from at least one source of electric current, said module being configured to allow, during certain phases, a heating of said coolant by said means for heating the coolant and a heat storage from said heat transfer fluid in said battery and, in other phases, a heat recovery of said battery to said heat transfer fluid.

Grâce à la batterie thermique dans laquelle de la chaleur a pu être stockée, le chauffage ne dépend donc plus seulement de l'état de charge de la source de courant utilisée. On pourra encore prévoir que : - ledit carter comprend en outre des moyens de contrôle de la circulation du fluide permettant, de façon sélective : - une circulation du fluide en série dans une branche, dite de charge, et dans une branche, dite de sources thermiques, comprenant ladite batterie thermique et lesdits moyens pour chauffer un fluide caloporteur, - une circulation en série dans la branche de sources thermiques et dans une autre branche, dite de chauffage, - ledit carter comprend en outre une pompe, prévue sur ladite branche de sources thermiques, - ledit module comprend en outre des tubulures d'entrée et/ou de sortie, aptes à être reliées à ladite branche de chauffage. L'invention concerne également un dispositif de chauffage d'un véhicule automobile à système d'entrainement partiellement ou totalement électrique comprenant une batterie thermique et/ou un module d'échange de chaleur tels que décrits plus hauts. Thanks to the heat battery in which heat could be stored, the heating is no longer dependent only on the state of charge of the current source used. It will also be possible to provide that: said casing further comprises means for controlling the circulation of the fluid allowing, selectively: a circulation of the fluid in series in a branch, referred to as a load, and in a branch, referred to as sources thermal devices, comprising said thermal battery and said means for heating a heat transfer fluid, - a circulation in series in the branch of thermal sources and in another branch, said heating, - said casing further comprises a pump, provided on said branch of thermal sources, - said module further comprises inlet and / or outlet pipes, able to be connected to said heating branch. The invention also relates to a heating device of a motor vehicle with partially or fully electric drive system comprising a thermal battery and / or a heat exchange module as described above.

L'invention concerne encore un ensemble d'une batterie thermique ou d'un module d'échange de chaleur tels que décrits plus haut et d'une quantité désirée de matériau stockeur, confiné dans ledit boîtier. Avantageusement, un volume mort est conservé dans le boîtier pour absorber la dilatation du matériau stockeur, notamment lors de ces changements de phases. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description suivante qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter, accompagnée des dessins joints parmi lesquels : - la figure 1 illustre en perspective partiellement éclatée un exemple de réalisation d'une batterie thermique conforme à l'invention, - la figure 2 illustre en perspective le faisceau de la batterie de la figure 1, - la figure 3 est une coupe partielle du faisceau de la figure 2, - la figure 4 illustre en perspective le corps de la batterie de la figure 1, - la figure 5 est une vue en perspective d'un écorché d'un exemple de réalisation d'un module de chauffage conforme à l'invention, - la figure 6 illustre de façon schématique un mode de réalisation du dispositif de chauffage selon l'invention, dans un premier mode de fonctionnement, - la figure 7 illustre de façon schématique le dispositif de la figure 1, dans un second mode de fonctionnement, - la figure 8 illustre de façon schématique le dispositif de la figure 1, dans un troisième mode de fonctionnement, - la figure 9 illustre de façon schématique le dispositif de la figure 1, dans un quatrième mode de fonctionnement. The invention also relates to an assembly of a heat battery or a heat exchange module as described above and a desired quantity of storage material, confined in said housing. Advantageously, a dead volume is kept in the housing to absorb the expansion of the storage material, especially during these phase changes. The invention will be better understood in the light of the following description which is given for information only and which is not intended to limit it, accompanied by the attached drawings among which: - Figure 1 illustrates in perspective partially exploded an exemplary embodiment of a thermal battery according to the invention, - Figure 2 illustrates in perspective the beam of the battery of Figure 1, - Figure 3 is a partial section of the beam of Figure 2, - the FIG. 4 illustrates in perspective the body of the battery of FIG. 1; FIG. 5 is a perspective view of a cutaway of an exemplary embodiment of a heating module in accordance with the invention; FIG. schematically illustrates an embodiment of the heating device according to the invention, in a first mode of operation, - Figure 7 schematically illustrates the device of Figure 1, in a second mode of operation, - Figure 8 illustrates of FIG. 9 diagrammatically illustrates the device of FIG. 1 in a third mode of operation; FIG. 9 schematically illustrates the device of FIG. 1 in a fourth mode of operation.

Comme illustré aux figures 1 à 4, l'invention concerne tout d'abord une batterie thermique 2, notamment pour véhicule automobile, comprenant un boîtier 100 et un faisceau d'échange de chaleur 101, logé dans ledit boîtier 100. Ladite batterie 2 est configurée pour permettre un échange de chaleur entre ledit fluide caloporteur, par exemple de l'eau additionnée d'antigel, notamment du glycol, prévu traversant ledit faisceau 101 et un matériau stockeur de calories, confiné dans ledit boîtier 100. On réalise ainsi batterie à chaleur latente qui convient à des applications automobile. Ledit matériau stockeur de calories est constitué, par exemple, d'un matériau à changement de phase (MCP). Ce dernier est choisi de façon à ce que, lorsque la batterie est traversée par le liquide caloporteur prévu suffisamment chaud, c'est-à-dire à une température supérieure à la température de solidification du MCP, celui-ci fond et par conséquent emmagasine de la chaleur par changement de phase solide-liquide. L'énergie latente emmagasinée pourra alors être déstockée en faisant circuler dans la batterie le liquide caloporteur, prévu à une température inférieure à la température de fusion du MCP. Comme plus particulièrement illustré aux figures 2 et 3, ledit faisceau 101 définit, par exemple, une pluralité de trajets 102 pour ledit fluide caloporteur alternant avec une pluralité de lames 103 de matériau stockeur de calories. Ledit faisceau est constitué, par exemple, d'une pluralité de plaques empilées 104. Lesdites plaques 104 sont assemblées par paire pour définir ladite pluralité de trajets 102 pour le fluide caloporteur, un dit trajet 102 étant prévu entre deux plaques 104 d'une même paire. De plus, lesdites paires de plaques sont éloignées de la ou des paires voisines pour définir, entre lesdites paires, ladite pluralité de lames 103 de matériau stockeurs de calories. Lesdites paires de plaques 104 communiquent entre elles pour définir, notamment, un ou des collecteurs 105 pour le fluide caloporteur, communiquant avec ladite pluralité de trajets 102 pour le fluide caloporteur. As illustrated in FIGS. 1 to 4, the invention firstly relates to a thermal battery 2, in particular for a motor vehicle, comprising a housing 100 and a heat exchange bundle 101, housed in said housing 100. Said battery 2 is configured to allow a heat exchange between said heat transfer fluid, for example water added with antifreeze, in particular glycol, provided through said beam 101 and a calorie storage material confined in said housing 100. latent heat that is suitable for automotive applications. Said calorie storage material consists, for example, of a phase change material (PCM). The latter is chosen so that, when the battery is traversed by the heat transfer liquid provided sufficiently hot, that is to say at a temperature above the solidification temperature of the MCP, the latter melts and therefore stored heat by solid-liquid phase change. The stored latent energy can then be destocked by circulating in the battery coolant liquid, provided at a temperature below the melting temperature of the PCM. As more particularly illustrated in Figures 2 and 3, said beam 101 defines, for example, a plurality of paths 102 for said alternating heat transfer fluid with a plurality of blades 103 of calorie storage material. Said beam consists, for example, of a plurality of stacked plates 104. Said plates 104 are assembled in pairs to define said plurality of paths 102 for the coolant, a said path 102 being provided between two plates 104 of the same pair. In addition, said pairs of plates are remote from the neighboring pair (s) to define, between said pairs, said plurality of blades 103 of calorie-storing material. Said pairs of plates 104 communicate with each other to define, in particular, one or collectors 105 for the coolant, communicating with said plurality of paths 102 for the coolant.

Lesdites plaques 104 sont, par exemple, en métal, notamment, aluminium ou alliage d'aluminium. Il pourra s'agir de plaques embouties. Lesdites plaques 104 présentent, par exemple, des bords relevés 106, délimitant les trajets 102 pour le fluide caloporteur. Lesdites plaques 104 pourront aussi présenter des premiers bossages 107 permettant la mise en communication, deux à deux, des paires de plaques de façon à définir le ou lesdits collecteurs 105. Said plates 104 are, for example, metal, especially aluminum or aluminum alloy. It may be stamped plates. Said plates 104 have, for example, raised edges 106 delimiting the paths 102 for the heat transfer fluid. Said plates 104 may also have first bosses 107 allowing two pairs of pairs of plates to be communicated in pairs so as to define the one or more collectors 105.

Dans l'exemple illustré, lesdites plaques 104 sont sensiblement rectangulaires et lesdits premiers bossages 107 sont situés au niveau de deux coints adjacents desdites plaques. Lesdites plaques pourront aussi présenter des seconds bossages 108 pour forcer une circulation en plusieurs passes du fluide caloporteur entre les collecteurs 105. On entend par là que les seconds bossages 108 définissent des canaux 109 de circulation pour le fluide caloporteur dans lesquels celui-ci s'écoule en changeant de directions d'un canal à l'autre, comme illustré par les cercles marqués d'une croix (parcouru dans un premier sens, selon une direction perpendiculaire à la figure 2) et les cercles marqués d'un point (parcouru dans le sens inverse selon la direction perpendiculaire à la figure 2). Lesdites plaques 104 pourront encore présenter des troisièmes bossages ou protubérances 110 permettant de perturber l'écoulement du fluide. Ceux-ci ont pour fonction d'améliorer l'échange de chaleur en perturbant l'écoulement du fluide caloporteur. Des perturbateurs 111 sont éventuellement prévus entre les paires de plaques 104, au niveau des lames de matériau stockeur. Ils augmentent la surface d'échange. Ils pourront aussi être liés aux plaques 104 et renforcer de la sorte la résistance mécanique du faisceau. In the illustrated example, said plates 104 are substantially rectangular and said first bosses 107 are located at two adjacent joints of said plates. Said plates may also have second bosses 108 to force a flow of heat transfer fluid in several passes between the collectors 105. By this is meant that the second bosses 108 define circulation channels 109 for the heat transfer fluid in which it flows by changing directions from one channel to another, as illustrated by circles marked with a cross (traversed in a first direction, in a direction perpendicular to Figure 2) and circles marked with a point (traversed in the opposite direction in the direction perpendicular to Figure 2). Said plates 104 may still have third bosses or protuberances 110 for disrupting the flow of the fluid. These have the function of improving heat exchange by disturbing the flow of heat transfer fluid. Disruptors 111 are optionally provided between the pairs of plates 104, at the storage material blades. They increase the exchange surface. They can also be linked to the plates 104 and thereby strengthen the mechanical strength of the beam.

Le faisceau est constitué, par exemple, de briques A, B, C de base, identiques, définies chacune par un empilement de dites plaques 104, lesdits briques A, B, C étant placées dans le prolongement l'une de l'autre. Si l'on se reporte de nouveau à la figure 1, on constate que le boitier comprend, par exemple, une enveloppe 120, un matériau thermiquement isolant 121, notamment mousse de polyuréthane, et un corps 122 de confinement, ledit faisceau 101 étant logé dans le corps 122. Par ailleurs, ledit matériau stockeur de calories est confiné dans ledit corps 122. Ledit matériau thermiquement isolant 121 remplit au moins partiellement un volume prévu entre ladite enveloppe 120 et ledit corps 122. The beam consists, for example, of bricks A, B, C basic, identical, each defined by a stack of said plates 104, said bricks A, B, C being placed in the extension of one another. Referring back to FIG. 1, it can be seen that the housing comprises, for example, an envelope 120, a thermally insulating material 121, in particular polyurethane foam, and a confinement body 122, said beam 101 being housed in the body 122. Furthermore, said calorie storage material is confined in said body 122. Said thermally insulating material 121 at least partially fills a volume provided between said casing 120 and said body 122.

Selon l'exemple illustré à la figure 1, la batterie est prévue sans autres éléments entre l'enveloppe 120 et le corps 122 et le volume prévu entre ceux- ci est entièrement rempli par le matériau thermiquement isolant 121. L'enveloppe 120 est fermée par un couvercle 123. Comme illustré à la figure 4, le corps 122 présente, d'une part, des flancs fixés sur le faisceau et, d'autre part, un flanc amovible 131, de façon à permettre le remplissage du corps en matériau stockeur de calories avant fixation dudit flanc amovible 131 et fermeture dudit corps 122 après fixation dudit flanc amovible 131 sur le reste du corps 122. Il s'agit, par exemple, de flancs métalliques, notamment en aluminium et/ou alliage d'aluminium. Ledit faisceau présente, par exemple, une forme sensiblement parallélépipédique et les flancs fixés, notamment brasés, sur le faisceau 101 sont constitués de trois flancs latéraux 130a, 130b, 130c d'un flanc supérieur 132 et d'un flanc inférieure 133. Lesdits flancs supérieur 132 et inférieur 133 sont respectivement fixés aux plaques 104 se trouvant à l'extrémité supérieur et inférieur de l'empilement de plaques 104. Les flancs latéraux 130a, 130b, 130c fixés sur le faisceau sont, par exemple, au contact des bords relevés 106. Lesdits flancs 130a, 130b, 130c, 132, 133 fixés sur le faisceau sont également fixés entre eux deux à deux au niveau de leur arrête de contact. Une fois le flanc amovible 131 mis en place, un volume fermé contenant ledit matériau stockeur est défini à l'intérieur du corps 122. Un volume mort pourra être prévu pour absorber les dilatations dudit matériau. Le corps 122 pourra encore comprendre un joint d'étanchéité entre le flanc amovible 121 et les flancs voisins130a, 130c, 132, 133. Ledit corps 122 est muni, par exemple, de boites collectrices 134 pour le fluide caloporteur communiquant avec ledit faisceau par l'intermédiaire d'orifices, non représentés, prévus au niveau de dits flancs fixés au faisceau. Elles sont situées, notamment, au niveau des flancs supérieur 132 et inférieur 133. Lesdites boites collectrices 134 sont éventuellement munies de cloisons pour définir la circulation du fluide caloporteur entre les briques A, B, C en série et/ou en parallèle. Elles présentent, par exemple des tubulures d'entrée 135 et/ou de sortie 136. According to the example illustrated in FIG. 1, the battery is provided without other elements between the envelope 120 and the body 122 and the volume provided between them is entirely filled by the thermally insulating material 121. The envelope 120 is closed. by a cover 123. As illustrated in Figure 4, the body 122 has, on the one hand, flanks fixed on the beam and, on the other hand, a removable flank 131, so as to allow the filling of the body of material storing calories before fixing said removable flank 131 and closing said body 122 after attachment of said removable flank 131 to the remainder of the body 122. These are, for example, metal flanks, in particular aluminum and / or aluminum alloy. Said beam has, for example, a substantially parallelepipedal shape and the fixed flanks, in particular brazed, on the beam 101 consist of three lateral flanks 130a, 130b, 130c of an upper flank 132 and a lower flank 133. Said flanks upper 132 and lower 133 are respectively attached to the plates 104 at the upper and lower end of the stack of plates 104. The lateral flanks 130a, 130b, 130c fixed on the beam are, for example, in contact with the raised edges 106. Said flanks 130a, 130b, 130c, 132, 133 fixed on the beam are also fixed together in pairs at their contact stop. Once the removable flank 131 has been put in place, a closed volume containing said storage material is defined inside the body 122. A dead volume may be provided to absorb the expansions of said material. The body 122 may also comprise a seal between the removable flank 121 and the adjacent flanks 130a, 130c, 132, 133. Said body 122 is provided, for example, manifolds 134 for the heat transfer fluid communicating with said beam by the intermediate of orifices, not shown, provided at said flanks fixed to the beam. They are located, in particular, at the upper flanks 132 and lower 133. The said collector boxes 134 are optionally provided with partitions to define the circulation of the coolant between the bricks A, B, C in series and / or in parallel. They have, for example inlet pipes 135 and / or outlet 136.

Comme illustré à la figure 5, ladite batterie 2 peut aussi être intégrée dans un module de chauffage, notamment pour véhicule pour véhicule automobile. Selon l'invention, ledit module comprend, par exemple, un carter 150 à l'intérieur duquel est logée ladite batterie thermique. Dans le mode de réalisation illustré, le boîtier 100 de la batterie comprend un corps 122 tel que celui décrit plus haut. Un matériau isolant 121 pourra aussi être prévu autour dudit corps 122, à proximité de celui-ci. Il ne remplit cependant pas la totalité du carter 150 dans lequel un volume libre 151 est disponible pour d'autres composants. A ce sujet, ledit carter comprend en outre, par exemple des moyens 1 pour chauffer un fluide caloporteur, à partir d'au moins une source de courant électrique, ledit module étant configuré pour permettre, lors de certaines phases, un chauffage dudit fluide caloporteur par lesdits moyens 1 pour chauffer le fluide caloporteur et un stockage de chaleur depuis ledit fluide caloporteur dans ladite batterie 2 et, lors d'autres phases, une restitution de chaleur de ladite batterie 2 vers ledit fluide caloporteur. Par « moyens pour chauffer », on entend, par exemple, que la fonction principale, voir unique, desdits moyens est de chauffer le fluide caloporteur et qu'il ne s'agit pas d'organes électriques, tels que, moteur ou composants électroniques, ayant une fonction utile différente de celle de dissiper de la chaleur dans ledit fluide caloporteur. Lesdits moyens pour chauffer le fluide caloporteur sont ainsi constitués, par exemple, d'une résistance électrique, ledit dispositif étant configuré pour que ladite résistance soit traversée par ledit fluide caloporteur. Un connecteur électrique 160 est prévu sur ladite résistance. Ledit carter 150 comprend en outre, par exemple, des moyens 7 de contrôle de la circulation du fluide permettant, de façon sélective : - une circulation du fluide en série dans une branche 8, dite de charge, et dans une branche 4, dite de sources thermiques, comprenant ladite batterie thermique 2 et lesdits moyens 1 pour chauffer un fluide caloporteur, - une circulation en série dans la branche de sources thermiques 4 et dans une autre branche 6, dite de chauffage, lesdites branches de charge 8 et de chauffage 6 étant mieux visibles aux figures suivantes. Lesdits moyens 7 de contrôle sont constitués d'une vanne trois voies, chacune desdites branches 4, 6, 8 étant reliée à l'une des voies de la vanne trois voies par l'une de leur extrémité. Lesdites branches de sources thermiques 4 et de charge 8 sont placées dans le carter 150 et ladite branche de chauffage 6 est situé à l'extérieur de celui-ci. As illustrated in FIG. 5, said battery 2 can also be integrated into a heating module, in particular for a vehicle for a motor vehicle. According to the invention, said module comprises, for example, a casing 150 inside which said thermal battery is housed. In the illustrated embodiment, the housing 100 of the battery comprises a body 122 such as that described above. An insulating material 121 may also be provided around said body 122, close to it. It does not, however, fill the entire housing 150 in which a free volume 151 is available for other components. In this regard, said casing further comprises, for example means 1 for heating a heat transfer fluid, from at least one source of electric current, said module being configured to allow, during certain phases, a heating of said coolant by said means 1 for heating the coolant and a heat storage from said heat transfer fluid in said battery 2 and, in other phases, a return of heat from said battery 2 to said heat transfer fluid. By "means for heating" is meant, for example, that the main function, or even the sole function, of said means is to heat the heat transfer fluid and that it is not a question of electrical organs, such as, engine or electronic components. , having a useful function different from that of dissipating heat in said coolant. Said means for heating the heat transfer fluid are thus constituted, for example, by an electrical resistance, said device being configured so that said resistance is traversed by said heat transfer fluid. An electrical connector 160 is provided on said resistor. Said casing 150 further comprises, for example, means 7 for controlling the circulation of the fluid allowing, selectively: - a circulation of the fluid in series in a branch 8, called charge, and in a branch 4, called thermal sources, comprising said thermal battery 2 and said means 1 for heating a coolant, - a circulation in series in the branch of thermal sources 4 and in another branch 6, said heating, said charging branches 8 and heating 6 being better visible in the following figures. Said control means 7 consist of a three-way valve, each of said branches 4, 6, 8 being connected to one of the channels of the three-way valve by one of their end. Said branches of thermal sources 4 and charge 8 are placed in the casing 150 and said heating branch 6 is located outside thereof.

Ledit carter comprend en outre, par exemple, une pompe 5, prévue sur ladite branche 4 de sources thermiques. Ledit module pourra encore comprendre des tubulures d'entrée 152 et/ou de sortie 153, aptes à être reliées à ladite branche de chauffage 6. La tubulure d'entrée 152 du module communique avec un conduit 154 placé entre la vanne trois voies et la pompe 5 tandis que la tubulure de sortie 153 est issue de ladite vanne trois voies. Ladite vanne trois voies est configurée pour obturer la tubulure de sortie 153 du module tout en mettant en communication le fluide caloporteur venant de la résistance électrique 1 et le conduit 154 amenant à la pompe 5. Said casing further comprises, for example, a pump 5 provided on said branch 4 of thermal sources. Said module may further comprise inlet and / or outlet pipes 152 and 153 which can be connected to said heating branch 6. The inlet pipe 152 of the module communicates with a pipe 154 placed between the three-way valve and the pump 5 while the outlet pipe 153 is derived from said three-way valve. Said three-way valve is configured to close the outlet pipe 153 of the module while putting into communication the coolant coming from the electrical resistance 1 and the conduit 154 leading to the pump 5.

Ledit carter 151 présente, par exemple, une configuration parallélépipédique. La batterie 2 est logée dans l'un des coins du carter et la vanne trois voies 7 est située dans un coin opposé à celui de la batterie 2. La pompe 5 et la résistance sont situées dans les deux autres coins. On optimise de la sorte l'encombrement du module. Said housing 151 has, for example, a parallelepipedic configuration. The battery 2 is housed in one of the corners of the housing and the three-way valve 7 is located in a corner opposite that of the battery 2. The pump 5 and the resistor are located in the other two corners. This optimizes the size of the module.

Comme illustré aux figures 7 à 9, l'invention concerne encore un dispositif de chauffage d'un véhicule automobile à système d'entrainement partiellement ou totalement électrique comprenant une batterie thermique et/ou un module d'échange de chaleur tels que décrits plus haut. Le dispositif pourra aussi comprendre un radiateur de chauffage 3, apte à être traversé par ledit fluide caloporteur et par un fluide à réchauffer, notamment un flux d'air, ledit radiateur permettant de réaliser un échange de chaleur entre ledit fluide à réchauffer et ledit fluide caloporteur. Il pourra s'agir, par exemple, d'un échangeur du type tubes - intercalaires, c'est-à-dire, comprenant un faisceau de tubes parallèles parcourus par ledit fluide caloporteur, lesdits tubes étant reliés par leur extrémité à des boites collectrices présentant une entrée et une sortie pour le fluide caloporteur. Des intercalaires sont prévus entre les tubes et sont traversés par le flux d'air. Ledit échangeur pourra être placé dans un boîtier d'un système de conditionnement d'air, non-représenté, avec un ventilateur ou pulseur 9, permettant de forcer un flux d'air à travers ledit échangeur. Selon l'exemple de réalisation illustré, ledit dispositif selon l'invention comprend trois branches de circulation dudit fluide caloporteur, à savoir la branche 4 de sources thermiques, la branche 6 de chauffage, qui comprend ledit radiateur de chauffage 3, et la branche de charge 8. Lesdites branches 4, 6, 8 sont reliées entre elles au niveau de la vanne trois voies 7, placées à l'une de leur extrémité 4a, 6a, 8a et d'un point commun 10 placé à l'autre de leur extrémité 4b, 6b, 8b. Ledit dispositif est configuré pour permettre la mise en oeuvre, totale ou partielle, du procédé conforme à l'invention dont la description suit. Selon ce dernier, comme déjà dit, lors de certaines phases, on stocke de la chaleur depuis ledit fluide caloporteur dans ladite batterie 2 en chauffant ledit fluide caloporteur par lesdits moyens 1 pour chauffer le fluide caloporteur, comme cela est illustré aux figures 6 et 7. Lors d'autres phases, on chauffe le fluide caloporteur par une restitution de chaleur de ladite batterie 2 vers ledit fluide caloporteur, comme cela est illustré aux figures 8 et 9. Lors des phases de chauffage dudit fluide caloporteur par lesdits moyens 1 pour chauffer le fluide caloporteur, on pourra obtenir un réchauffement du flux d'air traversant le radiateur en faisant circuler le fluide caloporteur à travers lesdits moyens 1 pour chauffer ledit fluide caloporteur et à travers ledit radiateur 3, comme illustré aux figures 7 et 9. As illustrated in FIGS. 7 to 9, the invention also relates to a device for heating a motor vehicle with a partially or totally electric drive system comprising a heat battery and / or a heat exchange module as described above. . The device may also comprise a heating radiator 3, able to be traversed by said heat transfer fluid and by a fluid to be heated, in particular an air flow, said radiator making it possible to exchange heat between said fluid to be heated and said fluid. coolant. It may be, for example, a tube-interchange type exchanger, that is to say, comprising a bundle of parallel tubes traversed by said heat transfer fluid, said tubes being connected at their end to collector boxes having an inlet and an outlet for the coolant. Interlayers are provided between the tubes and are traversed by the air flow. Said exchanger may be placed in a housing of an air conditioning system, not shown, with a fan or blower 9, forcing a flow of air through said exchanger. According to the exemplary embodiment illustrated, said device according to the invention comprises three branches of circulation of said coolant, namely the branch 4 of thermal sources, the branch 6 of heating, which comprises said heating radiator 3, and the branch of 8. The said branches 4, 6, 8 are interconnected at the three-way valve 7, placed at one of their end 4a, 6a, 8a and a common point 10 placed at the other of their end 4b, 6b, 8b. Said device is configured to allow the implementation, total or partial, of the method according to the invention, the description follows. According to the latter, as already said, during certain phases, heat is stored from said heat transfer fluid in said battery 2 by heating said coolant by said means 1 for heating the coolant, as illustrated in FIGS. 6 and 7 In other phases, the heat transfer fluid is heated by a return of heat from said battery 2 to said heat transfer fluid, as illustrated in FIGS. 8 and 9. During the heating phases of said heat transfer fluid by said means 1 for heating the heat transfer fluid, it will be possible to obtain a heating of the air flow passing through the radiator by circulating the coolant through said means 1 for heating said heat transfer fluid and through said radiator 3, as shown in Figures 7 and 9.

Il Lors des phases de restitution de la chaleur par ladite batterie thermique 2, on pourra obtenir un réchauffement du flux d'air en faisant circuler le fluide caloporteur à travers ladite batterie 2 et ledit radiateur 3, comme cela est illustré aux figures 8 et 9. During the phases of restitution of the heat by said thermal battery 2, it will be possible to obtain a heating of the air flow by circulating the coolant through said battery 2 and said radiator 3, as illustrated in FIGS. 8 and 9 .

On dispose ainsi de trois modes pour obtenir un réchauffement de l'air traversant le radiateur 3. Par ailleurs, selon un mode de réalisation de l'invention, on repère un mode dans lequel le véhicule est connecté à un réseau électrique domestique, dit mode d'arrêt, et un mode dans lequel le système d'entraînement du véhicule est actif, dit mode de roulage. Et, en cas de repérage dudit mode d'arrêt, on alimente lesdits moyens 1 pour chauffer ledit fluide caloporteur à partir dudit réseau électrique domestique, comme cela est illustré aux figures 6 et 7. Par réseau électrique domestique, on entend, par exemple, le réseau électrique basse tension d'un domicile ou d'une station de charge telle qu'un réseau électrique alternatif triphasé offrant un courant électrique de 220V à 240V, à 50 ou 60 Hz, entre phase et neutre. A l'inverse, en mode de roulage, on alimentera lesdits moyens 1 pour chauffer ledit fluide caloporteur à partir d'une source de courant du véhicule, notamment une source de courant du système d'entrainement du véhicule. Il pourra s'agir d'un réseau électrique haute tension du véhicule, tel qu'un réseau offrant un courant continu de 400 V, reliant la machine électrique d'entrainement du véhicule à des batteries, dite de traction. Il pourrait aussi s'agir d'un réseau basse tension du véhicule, tel qu'un réseau offrant un courant continu de 12V, servant à alimenter différents organes électriques du véhicule depuis une batterie basse tension. D'une façon plus générale, en mode d'arrêt les différents équipements électriques du dispositif de chauffage selon l'invention, tels que la pompe 5 et/ou le ventilateur 9, pourront être alimentés par ladite source de courant domestique tandis que, en mode de roulage, ils seront alimentés par ladite source de courant du véhicule. There are thus three modes to obtain a heating of the air passing through the radiator 3. In addition, according to one embodiment of the invention, a mode is identified in which the vehicle is connected to a domestic electrical network, said mode stopping, and a mode in which the drive system of the vehicle is active, said driving mode. And, in case of identification of said stop mode, said means 1 are fed to heat said heat transfer fluid from said domestic electrical network, as illustrated in FIGS. 6 and 7. For example, a domestic electrical network means the low-voltage electrical network of a home or charging station such as a three-phase alternating electric network offering an electric current of 220V to 240V, at 50 or 60 Hz, between phase and neutral. Conversely, in running mode, said means 1 will be fed to heat said coolant from a source of current of the vehicle, in particular a current source of the drive system of the vehicle. It may be a high voltage electrical network of the vehicle, such as a network offering a continuous current of 400 V, connecting the electrical drive machine of the vehicle to batteries, called traction. It could also be a low voltage network of the vehicle, such as a network offering a DC current of 12V, used to supply different electrical components of the vehicle from a low voltage battery. More generally, in shutdown mode, the various electrical equipment of the heating device according to the invention, such as the pump 5 and / or the fan 9, may be powered by said source of domestic power while, in mode of driving, they will be powered by said vehicle power source.

De façon plus détaillé, comme illustré à la figure 6, en mode d'arrêt, on pourra tout d'abord charger la batterie thermique 2 en faisant circuler le fluide en série dans la branche de charge 8 et dans la branche de sources thermiques 4, notamment par la vanne trois voies 7 dont les voies reliées aux dites branches 4, 8 sont prévues ouvertes tandis que la voie de ladite vanne 7, reliée à la branche de chauffage 6, est fermée. Et on alimente la résistance 1 par la source de courant domestique, sans alimenter le ventilateur 2. La pompe 5 est elle aussi alimentée par la source de courant domestique. Toujours en mode d'arrêt, comme illustré à la figure 7, on pourra ensuite, si désiré, chauffer le fluide traversant le radiateur de chauffage 3 en faisant circuler le fluide en série dans la branche 4 de sources thermiques et dans la branche 6 de chauffage, notamment par la vanne trois voies 7 dont les voies reliées aux dites branches 4, 6 sont prévues ouvertes tandis que la voie de ladite vanne 7, reliée à la branche de charge 8, est fermée. Et on alimente la résistance 1 et la pompe 5 ainsi que le ventilateur 9 à partir de ladite source de courant domestique. On peut ainsi réaliser un pré chauffage du véhicule, sans décharger ni ses batteries électriques ni la batterie thermique. De même, en mode de roulage, comme illustré à la figure 8, on pourra obtenir un chauffage de l'habitacle en chauffant le fluide traversant le radiateur de chauffage 3 grâce à une circulation du fluide caloporteur dans la branche de sources thermiques 4 et dans la branche de chauffage 6, notamment par la vanne trois voies 7 dont les voies reliées aux dites branches 4, 6 sont prévues ouvertes tandis que la voie de ladite vanne 7, reliée à la branche de charge 8, est fermée. Et on alimente la pompe 5 ainsi que, éventuellement, le ventilateur 9, sans alimenter la résistance 1. On minimise ainsi le courant pris sur les batteries électriques en se servant de la restitution de chaleur réalisé par la batterie thermique 2. Toujours en mode de roulage, on pourra repérer des conditions de déchargement de la batterie thermique 2 et chauffer le fluide traversant le radiateur de chauffage 3 en faisant circuler le fluide en série dans la branche de sources thermiques 4 et dans la branche de chauffage 6, notamment par la vanne trois voies 7 dont les voies reliées aux dites branches 4, 6 sont prévues ouvertes tandis que la voie de ladite vanne 7, reliée à la branche de charge 8, est fermée. Et on alimente la pompe 5 et la résistance 1 ainsi que, éventuellement, le ventilateur 9. On peut ainsi, en particulier si la demande de chauffage se prolonge et si l'état de charge des batteries électriques du véhicules le permet, prolonger le réchauffement de l'air, même si les batteries thermiques n'ont plus ou peu de chaleur à restituer. In more detail, as illustrated in FIG. 6, in stop mode, it will be possible first of all to charge the thermal battery 2 by circulating the fluid in series in the charging branch 8 and in the branch of thermal sources 4 , in particular by the three-way valve 7 whose channels connected to said branches 4, 8 are open while the channel of said valve 7, connected to the heating branch 6, is closed. And the resistor 1 is supplied by the domestic power source, without supplying the fan 2. The pump 5 is also powered by the domestic power source. Still in stopping mode, as illustrated in FIG. 7, it is then possible, if desired, to heat the fluid passing through the heating radiator 3 by circulating the fluid in series in the branch 4 of thermal sources and in the branch 6 of the heating, in particular by the three-way valve 7 whose channels connected to said branches 4, 6 are provided open while the path of said valve 7, connected to the load branch 8, is closed. And the resistor 1 and the pump 5 and the fan 9 are fed from said source of domestic current. It is thus possible to preheat the vehicle, without discharging either its electric batteries or the thermal battery. Similarly, in rolling mode, as illustrated in FIG. 8, it will be possible to obtain a heating of the passenger compartment by heating the fluid passing through the heating radiator 3 by means of a circulation of the coolant in the branch of thermal sources 4 and in the heating branch 6, in particular by the three-way valve 7 whose channels connected to said branches 4, 6 are open while the channel of said valve 7, connected to the load branch 8, is closed. And it feeds the pump 5 and, possibly, the fan 9, without supplying the resistor 1. This minimizes the current taken from the electric batteries by using the heat recovery achieved by the thermal battery 2. Always in mode of rolling, it will be possible to identify discharge conditions of the thermal battery 2 and heat the fluid passing through the heating radiator 3 by circulating the fluid in series in the branch of thermal sources 4 and in the heating branch 6, in particular by the valve three channels 7 whose channels connected to said branches 4, 6 are open while the channel of said valve 7, connected to the load branch 8, is closed. And it feeds the pump 5 and the resistor 1 and, possibly, the fan 9. It can thus, particularly if the heating demand is prolonged and if the state of charge of the electric batteries of the vehicle allows, prolong the warming air, even if the thermal batteries have little or no heat to return.

Claims

REVENDICATIONS1. Thermal battery, in particular for a vehicle CLAIMS1. A thermal battery, in particular for a motor vehicle, comprising a housing (100) and: a heat exchange bundle (101), housed in said housing (100), said battery being configured to allow a heat exchange between a fluid coolant, provided through said beam (101) and a calorie storage material, confined in said housing (100).

The battery of claim 1 wherein said beam (100) defines a plurality of paths (102) for said alternating heat transfer fluid with a plurality of blades (103) of calorie storage material. ,

3. Battery according to claim 1 or 2 wherein the housing (100) comprises an envelope (120), a thermally insulating material (121) and a confinement body (122), said beam (101) being housed in the body of confinement (122) and said calorie storage material being confined in said body (122), said thermally insulating material (121) at least partially filling a volume provided between said envelope (120) and said body (122),

4. Battery according to claim 3, wherein the body (122) has, on the one hand, flanks (130a, 130b, 130c, 132, 133) fixed on the beam (101) and on the other hand a removable flank (131), so as to allow the filling of the body (122) of calorie storage material `before fixing said removable flank (131) and closing said body (122) after fixing said removable flank (131) on the rest of the body (122).

5. Battery according to claim 4 wherein said body is provided with manifolds (134) for heat transfer fluid communicating with said beam through orifices provided at said flanks (132, 1.33) fixed on the beam (101).

Heating module, comprising a thermal battery (2) according to any one of the preceding claims.

7. Module according to claim 6 comprising a casing (150) inside which is housed said thermal battery.

8. Module according to claim 7 wherein said housing (150) further comprises means (1) for heating a heat transfer fluid, from at least one source of electric current, said module being configured to allow, in certain phases, a heating of said coolant by said means (1) for heating the coolant and a heat storage from said heat transfer fluid in said battery (2) and, in other phases, a return of heat from said battery (2) ) to said heat transfer fluid.

9. Module according to claim 8 wherein said housing (150) further comprises means (7) for controlling the flow of fluid allowing, selectively: - a circulation of the fluid in series in a branch (8), said charge, and in a branch (4), said thermal sources, comprising said thermal battery and said means (1) for heating a coolant, - a series circulation in the branch of thermal sources (4) and in a another branch (6), called heating. 20

10. Module according to claim 9 wherein said housing (150) further comprises a pump (5) provided on said branch of thermal sources (4).

11. Module according to any one of claims 9 or 10 further comprising inlet pipes (152) and / or outlet (153), able to be connected to said heating branch (6).

12. A heating device of a motor vehicle with partially or fully electric drive system comprising a thermal battery according to any one of claims 1 to 5 and / or a heat exchange module according to any one of the claims. 6 to 11. 30

13. An assembly of a thermal battery according to any one of claims 1 to 5 or a heat exchange module according to any one of claims 6 to 11 and a desired amount of storage material, confined in said housing.

14. The assembly of claim 14 wherein a dead volume is stored in the housing to absorb the expansion of the storage material.