FR2975230A1 - Battery pack for car e.g. electric car, has compartment receiving pump that allows movement of liquid coolant in temperature control device, and heat exchanger provided between liquid coolant and air for cooling liquid coolant - Google Patents
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Abstract
Description
Pack batterie avec dispositif de régulation thermique associé. Battery pack with associated thermal regulation device.
La présente invention concerne la régulation thermique de pack 5 batterie et plus particulièrement un pack batterie avec dispositif associé, dans le domaine des véhicules automobiles électriques et hybrides. The present invention relates to the thermal regulation of battery pack 5 and more particularly to a battery pack with associated device, in the field of electric and hybrid motor vehicles.
La régulation thermique des batteries, notamment dans le domaine des véhicules automobiles électriques et hybrides, est un point 10 important car si les batteries sont soumises à des températures trop froides, leur autonomie peut décroitre fortement et si elles sont soumises à des températures trop importantes, il y a un risque d'emballement thermique pouvant aller jusqu'à la destruction de la batterie. 15 Dans les véhicules électriques et hybrides, les batteries sont généralement sous forme de cellules disposées en parallèles dans un boîtier de protection et forment ce que l'on appelle un pack batterie. Afin de réguler la température des cellules, il est connu d'ajouter un 20 dispositif de régulation de température. Ces dispositifs comportent généralement un circuit de transport calorifique incorporé en partie à l'intérieur du boîtier du pack batterie et en contact direct ou indirect avec les batteries. Ces dispositifs utilisent des fluides caloporteurs circulant, par exemple au moyen d'une pompe, 25 dans le circuit de transport calorifique. Les fluides caloporteurs peuvent ainsi absorber de la chaleur émise par les cellules afin de les refroidir et évacuer cette chaleur au niveau d'un ou plusieurs échangeurs thermiques avec l'air, comme par exemple un radiateur. Les fluides caloporteurs peuvent également, si 30 besoin est, apporter de la chaleur pour réchauffer lesdites cellules, par exemple s'ils sont reliés à une résistance électrique ou à un chauffage par Coefficient Positif de Température (CTP). Les fluides caloporteurs généralement utilisés sont l'air ambiant ou des liquides comme par exemple un mélange d'eau et de glycol. Les liquides étant meilleur conducteur de chaleur que les gaz, c'est une solution qui est privilégiée car plus efficace. The thermal regulation of batteries, particularly in the field of electric and hybrid motor vehicles, is an important point because, if the batteries are subjected to temperatures that are too cold, their autonomy may decrease sharply and if they are subjected to excessive temperatures, there is a risk of thermal runaway that can lead to the destruction of the battery. In electric and hybrid vehicles, the batteries are generally in the form of cells arranged in parallel in a protective case and form what is known as a battery pack. In order to regulate the temperature of the cells, it is known to add a temperature control device. These devices generally comprise a heat transport circuit incorporated in part inside the casing of the battery pack and in direct or indirect contact with the batteries. These devices use circulating heat transfer fluids, for example by means of a pump, in the heat transport circuit. The heat transfer fluids can thus absorb heat emitted by the cells in order to cool them and evacuate this heat at one or more heat exchangers with the air, such as for example a radiator. The heat transfer fluids may also, if need be, provide heat for heating said cells, for example if they are connected to an electrical resistance or to a Positive Temperature Coefficient (PTC) heating. The heat transfer fluids generally used are ambient air or liquids, for example a mixture of water and glycol. Liquids are better heat conductors than gases, it is a solution that is preferred because it is more efficient.
Le dispositif de régulation thermique des batteries peut également être relié au circuit principal de climatisation du véhicule. Il peut ainsi échanger des calories avec ce circuit, notamment grâce à au moins un échangeur entre le réfrigérant dudit circuit de climatisation et le liquide caloporteur dudit dispositif de régulation thermique. Dans ce type d'installation, l'échangeur thermique entre le liquide caloporteur et l'air est placé à l'avant du véhicule dans le flux d'air avec le condenseur du circuit principal de climatisation formant un échangeur entre le fluide réfrigérant et l'air. The thermal regulation device of the batteries can also be connected to the main air conditioning circuit of the vehicle. It can thus exchange calories with this circuit, in particular thanks to at least one exchanger between the refrigerant of said air conditioning circuit and the coolant of said thermal regulation device. In this type of installation, the heat exchanger between the coolant and the air is placed at the front of the vehicle in the air flow with the condenser of the main air conditioning circuit forming an exchanger between the refrigerant and the air. 'air.
Quant aux autres composants majeurs du circuit de fluide caloporteur, la partie avant du véhicule, qui est habituellement dédiée au compartiment recevant le moteur du véhicule, définit une enceinte dans laquelle ils sont disposés. As for the other major components of the heat transfer fluid circuit, the front part of the vehicle, which is usually dedicated to the compartment receiving the engine of the vehicle, defines an enclosure in which they are arranged.
Le dispositif de régulation thermique des batteries s'étend alors sur une grande longueur, car le pack batterie est généralement placé à l'arrière, sous la banquette arrière ou sous le coffre. La liaison entre les échangeurs et la ou les pompes et le circuit de transport calorifique se fait alors par des tuyaux. Ces tuyaux peuvent s'ils ne sont pas assez isolés être une source de déperdition ou alors d'apport d'énergie calorifique, diminuant ainsi l'efficacité et le rendement du dispositif de régulation thermique des batteries. The battery thermal regulation device then extends over a long length, because the battery pack is generally placed at the rear, under the rear seat or under the trunk. The connection between the heat exchangers and the pump or pumps and the heat transport circuit is then through pipes. These pipes can, if they are not sufficiently isolated, be a source of loss or heat energy supply, thus reducing the efficiency and the efficiency of the thermal regulation device of the batteries.
Un des buts de l'invention est donc de remédier aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un dispositif de régulation thermique pour pack batterie à liquide caloporteur à rendement et efficacité optimisés. One of the aims of the invention is therefore to overcome the drawbacks of the prior art and to propose a thermal regulation device for a heat transfer liquid battery pack with optimized efficiency and efficiency.
La présente invention concerne donc un pack batterie pour véhicule automobile électrique ou hybride, comportant un boîtier délimitant au moins un premier compartiment recevant au moins une batterie et au moins un échangeur thermique entre la batterie et un liquide caloporteur, ledit pack batterie comprenant un second compartiment recevant : - au moins une pompe de mise mouvement du liquide caloporteur dans un dispositif de régulation thermique, - au moins un circuit de transport calorifique, ledit pack batterie comportant également au moins un échangeur thermique entre le liquide caloporteur et l'air destiné au refroidissement du liquide caloporteur. The present invention therefore relates to a battery pack for an electric or hybrid motor vehicle, comprising a housing delimiting at least a first compartment receiving at least one battery and at least one heat exchanger between the battery and a heat transfer fluid, said battery pack comprising a second compartment. receiving: - at least one heat transfer fluid transfer pump in a thermal regulation device, - at least one heat transport circuit, said battery pack also comprising at least one heat exchanger between the coolant and the air intended for cooling coolant.
Selon un aspect de l'invention, le dispositif de régulation thermique est relié à un circuit de climatisation du véhicule par un échangeur entre le réfrigérant dudit circuit de climatisation et le liquide caloporteur dudit dispositif de régulation thermique. According to one aspect of the invention, the thermal regulation device is connected to an air conditioning circuit of the vehicle by an exchanger between the refrigerant of said air conditioning circuit and the coolant of said thermal control device.
Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de transport calorifique comporte une vanne de contournement en amont de l'échangeur thermique entre le liquide caloporteur et l'air. According to another aspect of the invention, the heat transport circuit comprises a bypass valve upstream of the heat exchanger between the coolant and the air.
Selon un autre aspect de l'invention, l'échangeur entre le 30 réfrigérant du circuit de climatisation et le liquide caloporteur du dispositif de régulation thermique est placé à l'extérieur du boîtier du pack de batterie, à proximité du second compartiment du pack de batterie. According to another aspect of the invention, the exchanger between the refrigerant of the air conditioning circuit and the heat transfer liquid of the thermal regulation device is placed outside the battery pack housing, close to the second compartment of the battery pack. drums.
Selon un autre aspect de l'invention, l'échangeur entre le réfrigérant du circuit de climatisation et le liquide caloporteur du circuit de régulation thermique est intégré à l'intérieur du boîtier du pack batterie, dans le second compartiment du pack batterie. According to another aspect of the invention, the exchanger between the refrigerant of the air conditioning circuit and the heat transfer liquid of the thermal control circuit is integrated inside the battery pack housing, in the second compartment of the battery pack.
Selon un autre aspect de l'invention, au moins un échangeur thermique entre le liquide caloporteur et l'air destiné au refroidissement dudit liquide caloporteur est situé dans un troisième compartiment au sein du boîtier dudit pack batterie ou dans un logement dédié qui est ménagé sur une paroi du boîtier du pack batterie. According to another aspect of the invention, at least one heat exchanger between the coolant and the air for cooling said heat transfer liquid is located in a third compartment within the housing of said battery pack or in a dedicated housing which is provided on a wall of the battery pack housing.
Selon un autre aspect de l'invention, le troisième compartiment du pack batterie délimite un logement dédié, isolé thermiquement des premier et second compartiments, ledit logement étant dédié au refroidissement du liquide caloporteur et comporte à cet effet une entrée et une sortie de l'air extérieur au pack batterie. According to another aspect of the invention, the third compartment of the battery pack delimits a dedicated housing, thermally isolated from the first and second compartments, said housing being dedicated to the cooling of the coolant and comprises for this purpose an inlet and an outlet of the outside air to the battery pack.
Selon un autre aspect de l'invention, l'échangeur thermique entre le liquide caloporteur et l'air placé dans le logement dédié est un radiateur. Selon un autre aspect de l'invention, le logement dédié est situé sur la partie inférieure du boîtier du pack batterie, en contact avec l'air extérieur au pack batterie.25 Selon un autre aspect de l'invention, le logement dédié est situé sur la partie supérieure du boîtier du pack batterie, permettant une circulation en son sein de l'air de l'habitacle du véhicule. According to another aspect of the invention, the heat exchanger between the coolant and the air placed in the dedicated housing is a radiator. According to another aspect of the invention, the dedicated housing is located on the lower part of the battery pack housing, in contact with the air outside the battery pack. According to another aspect of the invention, the dedicated housing is located on the upper part of the battery pack housing, allowing a circulation within the air of the passenger compartment of the vehicle.
Selon un autre aspect de l'invention, le radiateur est placé à l'horizontale dans le logement dédié. According to another aspect of the invention, the radiator is placed horizontally in the dedicated housing.
Selon un autre aspect de l'invention, le radiateur est placé à la verticale dans le logement dédié. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de refroidissement du liquide caloporteur comprend un générateur de courant d'air disposé dans le logement dédié. According to another aspect of the invention, the radiator is placed vertically in the dedicated housing. According to another aspect of the invention, the coolant cooling device comprises an air flow generator disposed in the dedicated housing.
15 Selon un autre aspect de l'invention, l'échangeur thermique entre le liquide caloporteur et l'air destiné au refroidissement du liquide caloporteur comporte un circuit de tubes métalliques dans lesquels circule ledit liquide caloporteur. According to another aspect of the invention, the heat exchanger between the coolant and the air for cooling the coolant comprises a circuit of metal tubes in which circulates said heat transfer liquid.
20 Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de tubes métalliques est fixé à l'extérieur du boîtier du pack batterie, sur la partie inférieure du boîtier du pack batterie en contact avec l'air extérieur du véhicule. According to another aspect of the invention, the metal tube circuit is fixed outside the battery pack housing, on the lower part of the battery pack housing in contact with the outside air of the vehicle.
25 Selon un autre aspect de l'invention, la partie inférieure du boîtier du pack batterie est une plaque métallique sur laquelle est fixé le circuit de tubes métalliques. According to another aspect of the invention, the lower part of the battery pack case is a metal plate on which the metal tube circuit is fixed.
Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de tubes métallique 30 est fixé sur la plaque métallique, à l'intérieur du boîtier du pack batterie.10 Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de tubes métallique est fixé sur la plaque métallique, à l'extérieur du boîtier du pack batterie. In another aspect of the invention, the metal tube circuit 30 is attached to the metal plate inside the battery pack case. According to another aspect of the invention, the metal tube circuit is attached to the metal plate, outside the battery pack housing.
Selon un autre aspect de l'invention, la partie inférieure du boîtier du pack batterie comprend une plaque métallique plane et une plaque métallique ondulée et rapportée sur la plaque métallique plane, de sorte que les plaques métalliques plane et ondulée délimitent le circuit de tubes métalliques dédié au refroidissement du liquide caloporteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 montre une représentation schématique en vue de coupe d'un pack de batterie selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 montre une vue en coupe d'un pack de batterie 20 selon un second mode de réalisation de l'invention, la figure 3 montre une représentation schématique en vue de coupe d'un pack de batterie selon un troisième mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 montre une représentation schématique en vue de 25 coupe partielle de la partie inférieure d'un pack de batterie selon un mode de réalisation de l'invention, - les figures 5 et 6 montrent des représentations schématiques en vue de dessous d'un pack de batterie selon deux modes de réalisations différents de l'invention, - les figures 7 et 8 montrent des représentations schématiques en vue de coupe partielle de la partie inférieure d'un pack de batterie selon deux modes de réalisations différents de l'invention. Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les 10 mêmes numéros de référence. According to another aspect of the invention, the lower part of the battery pack housing comprises a flat metal plate and a corrugated metal plate and attached to the flat metal plate, so that the flat and corrugated metal plates delimit the metal tube circuit. dedicated to cooling the coolant. Other features and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the following description, given by way of illustrative and non-limiting example, and the appended drawings in which: FIG. 1 shows a schematic representation for the purpose of section of a battery pack according to a first embodiment of the invention, - Figure 2 shows a sectional view of a battery pack 20 according to a second embodiment of the invention, Figure 3 shows a schematic representation in sectional view of a battery pack according to a third embodiment of the invention, - Figure 4 shows a schematic representation for partial sectional view of the lower part of a battery pack according to a mode. embodiment of the invention, - Figures 5 and 6 show schematic representations in a bottom view of a battery pack according to two different embodiments of the invention, - Figures 7 and 8 mo There are diagrammatic representations for partially cutting the lower part of a battery pack according to two different embodiments of the invention. In the various figures, the identical elements bear the same reference numbers.
La figure 1 montre une représentation schématique en vue de coupe d'un pack batterie 1 fixé par le dessous sur le châssis 2 d'un véhicule automobile électrique ou hybride. Le fait de fixer le pack 15 batterie 1 par le dessous sur le châssis 2, permet un démontage plus aisé en cas de changement ou de réparation dudit pack batterie 1. Le pack batterie 1 peut également comporter des renforts de structure 52 par exemple en acier permettant une bonne rigidité et solidité dudit pack batterie 1 afin qu'il supporte son propre poids et notamment celui 20 des batteries. Le pack batterie 1 est fermé et délimité par un boîtier 5 par exemple réalisé en matière plastique. Figure 1 shows a schematic representation in sectional view of a battery pack 1 fixed from below on the frame 2 of an electric or hybrid motor vehicle. Attaching the battery pack 1 from below to the frame 2 allows easier disassembly in the event of a change or repair of said battery pack 1. The battery pack 1 may also include structural reinforcements 52, for example of steel allowing a good rigidity and strength of said battery pack 1 so that it supports its own weight and in particular that of the batteries. The battery pack 1 is closed and delimited by a housing 5 for example made of plastic.
Ledit pack batterie 1 comprend un premier compartiment I comportant au moins une batterie 3 pouvant être entourée d'isolant 25 électrique 25 pour une bonne sécurité. Dans le mode de réalisation présenté par la figure 1, ce premier compartiment I est situé dans la partie supérieure du boîtier 5 du pack batterie 1. Said battery pack 1 comprises a first compartment I comprising at least one battery 3 which can be surrounded by electrical insulator 25 for good security. In the embodiment shown in FIG. 1, this first compartment I is situated in the upper part of the casing 5 of the battery pack 1.
Ledit pack batterie 1 comprend également un second compartiment II comportant certains des éléments constitutifs d'un dispositif de régulation thermique à liquide caloporteur destiné à réguler la température de la batterie afin que cette dernière soit toujours à une température de rendement optimum afin d'en prolonger la durée de fonctionnement et son autonomie. Said battery pack 1 also comprises a second compartment II comprising some of the constituent elements of a heat-transfer liquid thermal regulation device for regulating the temperature of the battery so that the battery is always at an optimum temperature of yield in order to prolong the duration of operation and its autonomy.
Le dispositif de régulation thermique de la batterie comporte un circuit de transport calorifique 11 dans lequel circule le liquide caloporteur. Ledit dispositif de régulation thermique comporte également une pompe 9 afin de mettre en mouvement le liquide caloporteur dans le circuit de transport calorifique 11. La batterie est reliée au circuit de transport calorifique 11 par un échangeur thermique 13, par exemple une plaque « froide ». Cet échangeur thermique permet un apport de calories si l'on veut réchauffer la batterie ou alors une absorption de calories si l'on veut la refroidir. The thermal regulation device of the battery comprises a heat transport circuit 11 in which circulates the heat transfer liquid. Said thermal control device also comprises a pump 9 in order to set in motion the heat transfer liquid in the heat transport circuit 11. The battery is connected to the heat transport circuit 11 by a heat exchanger 13, for example a "cold" plate. This heat exchanger allows a supply of calories if you want to warm the battery or a calorie absorption if you want to cool it.
Afin d'évacuer les calories absorbées par le liquide caloporteur, le pack batterie 1 comporte, toujours au sein du boîtier 5, un troisième compartiment III comprenant au moins un échangeur thermique 7 entre le liquide caloporteur et l'air. Le troisième compartiment III est adjacent audit second compartiment II tout en étant isolé thermiquement de ce dernier ainsi que du premier compartiment I. Le fait d'intégrer l'échangeur thermique 7 dans le troisième compartiment III permet de limiter les branchements nécessaires lors de la mise en place du pack batterie 1 sur le châssis 2. Le dispositif de régulation thermique du pack batterie 1 intègre alors un échangeur thermique avec l'air extérieur au pack batterie.30 Selon les différents modes de réalisations, tels qu'ils sont illustrés aux figures 1, 2 et 3, l'échangeur thermique 7 est placé dans un logement 19 dédié à la surface du boîtier 5. Le logement 19 dédié est semi-fermé, avec une entrée 191 et une sortie d'air 192. L'air peut ainsi circuler entre l'entrée d'air 191, et passer par un filtre 29 afin d'être nettoyée de ses poussières et autres corps étrangers. L'air circule ensuite au travers du radiateur 7 et se charge des calories du liquide caloporteur, avant d'être évacuée du logement 19 dédié par la sortie d'air 192. In order to evacuate the calories absorbed by the coolant, the battery pack 1 comprises, still within the housing 5, a third compartment III comprising at least one heat exchanger 7 between the coolant and the air. The third compartment III is adjacent to said second compartment II while being thermally insulated from the latter as well as the first compartment I. The fact of integrating the heat exchanger 7 in the third compartment III limits the necessary connections when setting in place of the battery pack 1 on the chassis 2. The thermal regulation device of the battery pack 1 then integrates a heat exchanger with the air outside the battery pack. According to the various embodiments, as illustrated in FIGS. 1, 2 and 3, the heat exchanger 7 is placed in a housing 19 dedicated to the surface of the housing 5. The dedicated housing 19 is semi-closed, with an inlet 191 and an air outlet 192. The air can and circulate between the air inlet 191, and pass through a filter 29 to be cleaned of its dust and other foreign bodies. The air then flows through the radiator 7 and charges the heat transfer liquid calories, before being removed from the housing 19 dedicated by the air outlet 192.
Dans le mode de réalisation présenté par la figure 1, le second et le troisième compartiment II et III du pack de batterie 1 étant située dans sa la partie inférieure, l'air passant dans le logement 19 dédié est l'air extérieur au véhicule et son mouvement est issu du déplacement du véhicule lui-même. Si le mouvement du véhicule ne permet pas un déplacement suffisant d'air dans le logement 19 dédié, notamment à faible vitesse, un générateur de courant d'air 21, par exemple un ventilateur ou une souffleuse, est mis en fonctionnement. Dans le mode de réalisation présenté par la figure 1, le radiateur 7 20 est placé à l'horizontale dans le logement 19 qui lui est dédié. In the embodiment shown in FIG. 1, the second and third compartments II and III of the battery pack 1 being located in its lower part, the air passing through the dedicated housing 19 is the air outside the vehicle and its movement comes from the movement of the vehicle itself. If the movement of the vehicle does not allow sufficient movement of air in the housing 19 dedicated, especially at low speed, an air stream generator 21, for example a fan or a blower, is put into operation. In the embodiment shown in Figure 1, the radiator 7 20 is placed horizontally in the housing 19 which is dedicated thereto.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, le radiateur 7est placé à la verticale. Selon le besoin de refroidissement des batteries, il devient alors possible d'utiliser un échangeur thermique présentant une surface 25 en amont selon le sens de circulation du flux d'air s'étendant parallèlement à la paroi inférieure du boîtier, soit perpendiculairement à celle-ci de sorte que l'encombrement du pack batterie s'adapte facilement à l'environnement définit par le châssis du véhicule. In the embodiment of Figure 2, the radiator 7is placed vertically. According to the need for cooling the batteries, it then becomes possible to use a heat exchanger having a surface 25 upstream in the direction of flow of the air flow extending parallel to the bottom wall of the housing, or perpendicular to that ci so that the size of the battery pack easily adapts to the environment defined by the vehicle chassis.
Le logement 19 dédié comporte en outre des « chicanes » 194 afin de perturber le flux d'air le traversant et ainsi améliorer les échanges calorifiques entre le liquide caloporteur et l'air. The dedicated housing 19 further includes "baffles" 194 to disrupt the flow of air therethrough and thus improve the heat exchange between the coolant and the air.
Le dispositif de régulation thermique est de préférence relié au circuit de climatisation 15 du véhicule automobile. La liaison entre le dispositif de régulation thermique et le circuit de climatisation 15 se fait au moyen d'un échangeur thermique 17 (ou « chiller ») entre le réfrigérant dudit circuit de climatisation 15 et le liquide caloporteur dudit dispositif de régulation thermique. The thermal regulation device is preferably connected to the air conditioning circuit 15 of the motor vehicle. The connection between the thermal control device and the air conditioning circuit 15 is done by means of a heat exchanger 17 (or "chiller") between the refrigerant of said air conditioning circuit 15 and the coolant of said thermal control device.
Lorsque le circuit de transport calorifique 11 est relié par un échangeur thermique 17 au circuit de climatisation 15, ledit circuit de transport calorifique peut comporter une vanne de contournement 8 en amont de l'échangeur thermique 7 entre le liquide caloporteur et l'air. Cela permet ainsi, en cas de besoin, d'isoler ledit échangeur thermique 7 et ainsi le dispositif de régulation thermique n'échange qu'avec le circuit de climatisation 15. When the heat transport circuit 11 is connected by a heat exchanger 17 to the air conditioning circuit 15, said heat transport circuit may comprise a bypass valve 8 upstream of the heat exchanger 7 between the coolant and the air. This thus makes it possible, if necessary, to isolate said heat exchanger 7 and thus the thermal regulation device exchanges only with the air conditioning circuit 15.
Ledit L'échangeur thermique 17 est situé à l'intérieur du boîtier 5 du pack batterie 1, au niveau du second compartiment II, sur les figures 1à3 L'échangeur thermique 17 peut être placé à l'extérieur du second compartiment II du pack batterie 1, à proximité dudit pack batterie 1 afin de limiter la longueur des conduits de raccordement et ainsi limiter les échanges inutiles avec l'extérieur. Ledit L'échangeur thermique 17 peut également être situé à l'intérieur du boitier 5 du pack batterie 1, au niveau du second compartiment II.30 L'ensemble des éléments du dispositif de régulation thermique du pack batterie 1 sont ainsi regroupés au niveau du pack batterie 1 au sein de trois compartiments I, II et III. Cela permet ainsi de réduire le poids et du volume total du dispositif en réduisant la longueur des conduits au strict minimum. Cette réduction permet également une meilleure efficacité du dispositif en réduisant les surfaces d'échanges inutiles ainsi qu'une meilleure réactivité en réduisant l'inertie thermique. Said heat exchanger 17 is located inside the casing 5 of the battery pack 1, at the second compartment II, in FIGS. 1 to 3 The heat exchanger 17 can be placed outside the second compartment II of the battery pack 1, close to said battery pack 1 in order to limit the length of the connection ducts and thus limit unnecessary exchanges with the outside. Said heat exchanger 17 may also be located inside the housing 5 of the battery pack 1, at the second compartment II.30. All the elements of the thermal regulation device of the battery pack 1 are thus grouped at the level of the battery pack 1 in three compartments I, II and III. This thus reduces the weight and the total volume of the device by reducing the length of the ducts to a minimum. This reduction also allows a better efficiency of the device by reducing the unnecessary exchange surfaces and a better reactivity by reducing the thermal inertia.
La figure 3 montre une mode de réalisation de l'invention où le premier compartiment I du pack batterie 1 est non pas situé dans la partie supérieure du boîtier 5 du pack batterie 1 mais sur une partie latérale du boîtier 5 du pack batterie 1. Les second et troisièmes compartiments II et III du pack batterie 1, dédiée au dispositif de régulation thermique et à l'échangeur thermique 7 entre le liquide caloporteur et l'air, sont quand à eux situés sur la partie latérale restante du boîtier du pack batterie. Le logement 19 dédié est alors placé sur la partie supérieure du pack batterie et l'air avec lequel il échange est par exemple celui de l'habitacle. FIG. 3 shows an embodiment of the invention in which the first compartment I of the battery pack 1 is not located in the upper part of the case 5 of the battery pack 1 but on a lateral part of the case 5 of the battery pack 1. The Second and third compartments II and III of the battery pack 1, dedicated to the thermal control device and to the heat exchanger 7 between the coolant and the air, are when they are located on the remaining side of the battery pack housing. The dedicated housing 19 is then placed on the upper part of the battery pack and the air with which it exchanges is for example that of the passenger compartment.
Selon une variante de réalisation non représentée, l'air circulant au travers de l'échangeur thermique 7 est rapporté par au moins un conduit d'acheminement destiné à prélever l'air extérieur au véhicule. According to an alternative embodiment not shown, the air flowing through the heat exchanger 7 is reported by at least one conveying duct for taking the air outside the vehicle.
Les figures 4 à 8 montrent un mode de réalisation alternatif où 25 l'échangeur thermique 7 entre le liquide caloporteur et l'air, du troisième compartiment III, n'est pas du type radiateur. FIGS. 4 to 8 show an alternative embodiment where the heat exchanger 7 between the coolant and the air of the third compartment III is not of the radiator type.
Comme le montre la figure 4, l'échangeur thermique 7 est composé d'un circuit de tubes métalliques 70 dans lesquels circule le 30 liquide caloporteur à refroidir. Dans ce cas, l'échangeur thermique 7 est disposé dans un logement 19 dédié et formé dans la paroi inférieure du boîtier 5 du pack batterie 1. As shown in FIG. 4, the heat exchanger 7 is composed of a circuit of metal tubes 70 in which the coolant liquid circulates to be cooled. In this case, the heat exchanger 7 is disposed in a dedicated housing 19 and formed in the bottom wall of the casing 5 of the battery pack 1.
La figure 5 montre une disposition du circuit de tubes métalliques 5 70 en « serpentin » sur la partie inférieure du boîtier 5. La figure 6 montre une disposition du circuit de tubes métalliques 70 en « faisceau » sur la partie inférieure du boîtier 5. Du fait de l'absence d'un quelconque moyen de confinement de l'échangeur 7 dans un compartiment, ces deux modes de réalisation 10 permettent un échange thermique entre le circuit de tubes métalliques 70 et l'air extérieur au pack batterie sans recours à un générateur de courant d'air, réduisant le coût de fabrication d'un tel pack batterie. FIG. 5 shows an arrangement of the "serpentine" metal tube circuit 70 on the lower part of the casing 5. FIG. 6 shows an arrangement of the metal tube circuit 70 in "beam" on the lower part of the casing 5. From FIG. because of the absence of any means for confining the exchanger 7 in a compartment, these two embodiments allow a heat exchange between the metal tube circuit 70 and the air outside the battery pack without recourse to a air flow generator, reducing the cost of manufacturing such a battery pack.
Les figures 7 et 8 montrent une variante de réalisation du moyen 15 de refroidissement du liquide caloporteur selon lequel le circuit de tubes métalliques 70 est réalisé dans une plaque métallique 50 délimitant la partie inférieure du boîtier 5 du pack batterie 1. Une telle plaque est un renfort de la partie inférieure du boîtier 5, tout en assurant une meilleure isolation mécanique du pack avec 20 l'extérieur. Le circuit de tubes métalliques 70 s'étend sur la face extérieure de la plaque métallique 50 comme montré sur la figure 7. Dans ce cas, le circuit de tubes métalliques 70 est disposé à l'extérieur du boîtier 5 du pack batterie 1 pour un échange thermique direct entre chaque tube du 25 circuit avec l'air extérieur. Selon la variante de réalisation de la figure 8, le circuit de tubes métalliques 70 est fixé à l'intérieur du boîtier 5 du pack batterie 1 toujours sur la plaque métallique 50. Dans ce cas, l'échange thermique entre le liquide caloporteur et l'air est assuré par la plaque métallique 50, ce qui améliore l'échange comparativement à la solution de la figure 7 et la protection dudit circuit de tubes métalliques 70. FIGS. 7 and 8 show an alternative embodiment of the coolant coolant means 15 according to which the metal tube circuit 70 is made in a metal plate 50 delimiting the lower part of the casing 5 of the battery pack 1. Such a plate is a reinforcement of the lower part of the casing 5, while ensuring better mechanical insulation of the pack with the outside. The metal tube circuit 70 extends on the outer face of the metal plate 50 as shown in FIG. 7. In this case, the metal tube circuit 70 is disposed outside the casing 5 of the battery pack 1 for a direct heat exchange between each tube of the circuit with the outside air. According to the variant embodiment of FIG. 8, the metal tube circuit 70 is fixed inside the casing 5 of the battery pack 1 still on the metal plate 50. In this case, the heat exchange between the heat transfer liquid and the air is provided by the metal plate 50, which improves the exchange compared to the solution of Figure 7 and the protection of said metal tube circuit 70.
Selon une autre variante de réalisation non représentée la partie inférieure du boîtier 5 du pack batterie comprend une plaque métallique plane et une plaque métallique ondulée et rapportée sur la plaque métallique plane, de sorte que les plaques métalliques plane et ondulée délimitent le circuit de tubes métalliques 70 dédié au refroidissement du liquide caloporteur. According to another variant embodiment, not shown, the lower part of the casing 5 of the battery pack comprises a flat metal plate and a corrugated metal plate and attached to the flat metal plate, so that the flat and corrugated metal plates delimit the circuit of metal tubes. 70 dedicated to coolant coolant.
Ainsi, par l'intégration des éléments du dispositif de régulation thermique du pack batterie au boîtier dudit pack de batterie, il est alors rendu possible une optimisation et une amélioration de la régulation thermique dudit pack batterie, tout en diminuant la longueur du circuit de liquide caloporteur et en augmentant la tenue mécanique du pack batterie embarqué sur un véhicule. Thus, by integrating the elements of the thermal regulation device of the battery pack into the casing of said battery pack, it is then possible to optimize and improve the thermal regulation of said battery pack, while decreasing the length of the liquid circuit. coolant and increasing the mechanical strength of the battery pack on a vehicle.
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