FR2979983A1

FR2979983A1 - Echangeur thermique et procede de realisation d'un tel echangeur thermique

Info

Publication number: FR2979983A1
Application number: FR1102770A
Authority: FR
Inventors: Vincent Feuillard; Gilles Elliot
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2011-09-13
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2013-03-15
Anticipated expiration: 2031-09-13
Also published as: WO2013037469A1; FR2979983B1

Abstract

La présente invention concerne un échangeur thermique (5), en particulier pour réguler thermiquement un composant d'un véhicule automobile, permettant un écoulement d'au moins un fluide, dans laquelle l'échangeur thermique (5) comporte au moins une plaque de perturbation (13) sur laquelle est agencée au moins une cloison de séparation (23). La présente invention porte également sur un procédé de réalisation d'un tel échangeur thermique (5)

Description

Echangeur thermique et procédé de réalisation d'un tel échangeur thermique. L'invention concerne un échangeur thermique, notamment pour la régulation de 5 température de batteries d'un véhicule électrique ou hybride. L'invention concerne également un procédé de réalisation d'un tel échangeur thermique pour véhicule automobile. Les véhicules électriques comprennent uniquement une motorisation de type 10 électrique. Les véhicules hybrides comprennent, quant à eux, deux motorisations, l'une de type à combustion interne, l'autre de type électrique, exploitées alternativement ou en combinaison. L'énergie électrique des véhicules électrique ou hybride est fournie par une 15 batterie ou un module de batteries, notamment de type Lithium-Ion. Les batteries fonctionnent pour une plage de température donnée. En effet, en dehors de cette plage de température donnée, la durée de vie des batteries peut être réduite et l'efficacité des batteries peut être altérée. Il en ressort la 20 nécessité de refroidir ou de réchauffer les batteries, selon les besoins. Selon une solution connue, on peut prévoir un tube acheminant un fluide caloporteur, par exemple de forme sensiblement en serpentin, couplé à des plaques métalliques minces interposées entre chaque élément de batterie. On 25 refroidit ou réchauffe ainsi chaque élément de batterie. Selon une autre solution connue, on prévoit dans une partie inférieure du module de batteries, sous les éléments de batteries, des conduites parallèles, à l'intérieur desquelles circule un fluide caloporteur. Ces conduites parallèles sont 30 réalisées, par exemple, par extrusion. Alternativement, la partie inférieure du module de batteries est réalisée sous la forme d'une boîte creuse à l'intérieur de laquelle sont agencées des tubes pour l'écoulement du fluide caloporteur réalisés d'une seule pièce avec la boîte creuse.

Selon une autre solution encore, il est connu de disposer d'une plaque de refroidissement comportant un tube en serpentin pour l'écoulement du fluide caloporteur vissé sur la plaque. Toutefois, de telles solutions requièrent un assemblage complexe. De plus, elles ne présentent pas de flexibilité dans le circuit du fluide caloporteur, de sorte que le circuit d'écoulement du fluide caloporteur ne peut pas être adapté de façon simple selon les besoins de performances thermiques afin d'augmenter ou d'adapter les performances thermiques et hydrauliques.

En outre, les modules de batteries peuvent présenter des tailles différentes. Il est donc nécessaire d'adapter l'échangeur thermique à la taille du module de batteries à refroidir ou à refroidir. L'invention a pour objectif de proposer des échangeurs thermiques palliant les 20 inconvénients de l'art antérieur. À cet effet, l'invention a pour objet un échangeur thermique, en particulier pour réguler thermiquement un composant d'un véhicule automobile, permettant un écoulement d'au moins un fluide. De plus, l'échangeur thermique comporte au 25 moins une plaque de perturbation sur laquelle est agencée au moins une cloison de séparation. Avantageusement, la cloison de séparation s'étend sur une distance inférieure ou égale à une largeur de la plaque de perturbation selon la direction 30 d'écoulement du fluide.

De plus, préférentiellement, la plaque de perturbation présente une pluralité de perturbateurs en relief sur la plaque de perturbation et espacés, avantageusement espacés régulièrement, de manière à délimiter au moins un 5 canal de circulation du fluide. Par ailleurs, la cloison de séparation est agencée dans le canal de circulation du fluide en s'étendant parallèlement à une direction d'écoulement du fluide de façon à définir au moins un circuit de circulation du fluide. 10 De plus, la pluralité de perturbateurs est agencée sur la plaque de perturbation en rangées. La cloison de séparation est alors agencée entre deux rangées de perturbateurs. Avantageusement, les rangées de perturbateurs présentent respectivement des perturbateurs, en particulier en créneaux, agencés en 15 quinconce. Selon une variante, l'échangeur thermique comporte une pluralité de cloisons de séparation agencées sur la plaque de perturbation. En particulier, les cloisons de séparation sont disposées selon un pas prédéterminé. Selon un mode particulier de réalisation, les cloisons de séparation sont agencées en alternance tête-bêche s'étendant sur une distance inférieure, ou égale, à une largeur de la plaque de perturbation selon la direction d'écoulement du fluide. Spécifiquement, les cloisons de séparation sont disposées, en tout ou partie, sur un même côté de la plaque de perturbation et/ou, en tout ou partie, alternativement sur deux côtés opposés de la plaque de perturbation. 20 25 30 De plus, au moins une boîte d'entrée de fluide et au moins une boîte de sortie de fluide sont connectées avec la plaque de perturbation pour permettre une circulation du fluide dans la plaque de perturbation. La boîte d'entrée de fluide et la boîte de sortie de fluide sont disposées sur un même côté de l'échangeur thermique ou la boîte d'entrée de fluide est disposée sur un premier côté de l'échangeur thermique et la boîte de sortie de fluide est disposée sur un deuxième côté de l'échangeur thermique, opposé au premier côté. 10 De plus, la boîte d'entrée de fluide comprend au moins une ouverture d'admission de fluide et/ou la boîte de sortie de fluide comprend au moins une ouverture d'éjection de fluide. Avantageusement, l'ouverture d'admission de fluide et l'ouverture d'éjection de 15 fluide sont disposées sur deux cotés, avantageusement deux cotés opposés, de l'échangeur thermique. Enfin, l'échangeur thermique comporte deux plaques de protection entre lesquelles est disposée la plaque de perturbation. La présente invention porte également sur un module de batteries comprenant au moins un échangeur thermique tel que défini précédemment. De plus, le module de batteries comprend au moins une batterie, l'échangeur thermique étant apte à refroidir et/ou réchauffer la batterie. Par ailleurs, l'échangeur thermique est agencé pour assurer un échange thermique avec une surface inférieure de la batterie. A cet effet, plus particulièrement, une interface thermique est interposée entre l'échangeur thermique et la batterie. 20 25 30 Enfin, selon une variante, un capot est fixé à la batterie en enserrant l'échangeur thermique, entre le capot et la batterie. Enfin, la présente invention couvre aussi un procédé de réalisation d'un échangeur thermique tel que décrit précédemment, selon lequel on dispose un nombre prédéfini de cloisons de séparation sur au moins une plaque de perturbation, et on dispose au moins une boîte collectrice du fluide pour l'écoulement du fluide dans la plaque de perturbation. Par suite, on brase l'échangeur thermique.

Le procédé peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison : - on espace les cloisons de séparation selon un pas prédéterminé; - on intercale respectivement lesdites cloisons de séparation entre deux rangées de perturbateurs; - on agence les cloisons de séparation sur une distance inférieure ou égale à une largeur de la plaque de perturbation selon la direction d'écoulement du fluide; - on agence tête-bêche au moins deux cloisons de séparation; - on agence les cloisons de séparation sur un même côté de la plaque de perturbation; - on agence les cloisons de séparation alternativement sur deux côtés opposés de la plaque de perturbation; on agence au moins une plaque de protection contre la plaque de perturbation; on agence une boîte d'entrée de fluide et une boîte collectrice de fluide sur un même côté de l'échangeur thermique; et/ou on agence la boîte d'entrée de fluide sur un premier côté de l'échangeur thermique, et on agence la boîte collectrice de fluide sur un deuxième côté de l'échangeur thermique, opposé au premier côté.

La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec 5 les figures annexées, présentés à titre d'exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l'exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles : la figure 1 est une vue schématique simplifiée d'un module de batteries selon la présente invention, 10 la figure 2 représente une vue en perspective de l'intérieur d'un échangeur thermique du module de batteries de la figure 1, la figure 3a est une vue schématique partielle en perspective d'une portion d'une plaque de perturbation de l'échangeur thermique de la figure 2, 15 la figure 3b est une vue schématique partielle en perspective d'une portion d'une plaque de perturbation de l'échangeur thermique de la figure 2, selon une variante de réalisation, la figure 4 est une vue schématique en perspective de l'échangeur thermique de la figure 2 selon une première variante de réalisation, 20 la figure 5 est une vue en coupe schématique de l'échangeur thermique de la figure 4, la figure 6 est une vue en coupe schématique de l'échangeur thermique selon une deuxième variante de réalisation, la figure 7 est une vue en coupe schématique de l'échangeur 25 thermique selon une troisième variante de réalisation, la figure 8 une vue en coupe schématique de l'échangeur thermique selon une quatrième variante de réalisation, et la figure 9 une vue en coupe schématique de l'échangeur thermique selon une cinquième variante de réalisation. 30 Dans les figures 1 à 9, les éléments sensiblement identiques portent les mêmes références et disposent, sauf mentions contraires, des mêmes caractéristiques structurelles et dimensionnelles.

On a représenté, sur la figure 1, une vue schématique simplifiée d'un module de batteries 1 selon la présente invention. Un tel module de batteries 1 comporte une ou plusieurs batteries 3, telles que des batteries Lithium-Ion. Selon l'exemple de réalisation présenté à titre non limitatif, le module de batteries 1 comporte un ensemble de dix batteries 3. Il s'agit notamment de batteries 3 de véhicule électrique ou hybride. Chaque batterie 3 présente de manière classique des cosses 4, en particulier une cosse positive et une cosse négative par batterie 3. Le module de batteries 1 selon la présente invention comporte en outre un 15 échangeur thermique 5 pour réguler la température des batteries 3. Notamment, l'échangeur thermique 5 permet de refroidir ou réchauffer les batteries 3. Tel que présenté sur la figure 1, l'échangeur thermique 5 est agencé pour 20 assurer un échange thermique avec une surface inférieure 3a des batteries 3. Selon l'exemple de réalisation décrit en relation avec la figure 1, on entend par surface inférieure 3a, une surface opposée à une surface supérieure 3b des batteries 2 comportant les cosses 4. 25 La surface inférieure 3a est choisie avantageusement pour l'échange thermique, car elle offre un meilleur coefficient d'échange thermique que la surface supérieure 3b. De plus, la surface inférieure 3a présente une superficie disponible plus grande que la superficie disponible entre les cosses 4. Enfin, la surface inférieure 3a offre une plus grande sécurité car elle est éloignée des 30 cosses 4.

Le module de batteries 1 peut encore comporter une interface thermique 7 entre l'échangeur thermique 5 et les batteries 3. Par exemple, l'interface thermique 7 peut être constitué par un film adapté, une couche de graisse ou 5 un coussinet. Une telle interface thermique 7 est choisie de manière à assurer le transfert thermique entre l'échangeur thermique 5 et la surface inférieure 3a des batteries 3. De plus, avantageusement, l'interface thermique 7 permet de 10 compenser les défauts de planéité des surfaces d'échange thermique entre l'échangeur thermique 5 et les batteries 3. Enfin, l'interface thermique 7 peut également assurer une isolation électrique entre l'échangeur thermique 5 et les batteries 3. 15 Enfin, le module de batteries 1 comporte généralement un capot 9, disposé à l'opposé des cosses 4 des batteries 3. Le capot 9 est fixé aux batteries 3 par exemple par serrage, comme l'illustrent de façon schématique les flèches de la figure 1. 20 Le capot 9 assure également une protection de l'échangeur thermique 5. Par ailleurs, avantageusement, le capot 9 permet également d'assurer un contact entre l'échangeur thermique 5 et les batteries 3. Enfin, il contribue également, de façon avantageuse, à l'isolation thermique de l'échangeur thermique 5 avec l'environnement extérieur du module de batteries 1. 25 La figure 2 présente une vue en perspective de détail de l'échangeur thermique 5 du module de batteries 1 de la figure 1, on décrit plus en détail l'échangeur thermique 5. 30 L'échangeur thermique 5 est configuré pour assurer l'échange thermique, avec le module de batteries 1, par exemple, à l'aide d'au moins un fluide, tel qu'un fluide caloporteur, notamment de l'eau glycolée. Comme précisé précédemment, selon le mode de réalisation illustré, l'échangeur thermique 5 est apte à échanger de la chaleur avec la surface inférieure 3a du module de batteries 1. Bien entendu, on peut prévoir d'autres applications pour un tel échangeur thermique 5 que la régulation de température des batteries 3.

Selon la présente invention, l'échangeur thermique 5 comporte au moins une plaque de perturbation 13 de l'écoulement du fluide et deux boîtes collectrices de fluide 15 et 17, en particulier une boîte d'entrée de fluide 15, et une boîte de sortie de fluide 17.

Avantageusement, l'échangeur thermique 5 est assemblé, par exemple, par brasage. Toutefois, il est également susceptible d'être également assemblé par collage ou toute autre méthode d'assemblage permettant d'assurer la cohésion de divers composants de l'échangeur thermique 5.

La plaque de perturbation 13 peut être de faible épaisseur, notamment comprise entre 1 mm et 5 mm et préférentiellement de l'ordre de 2mm. La plaque de perturbation 13 présente une forme générale sensiblement rectangulaire avec une longueur 'L', selon une direction perpendiculaire à une direction d'écoulement du fluide 18 dans l'échangeur thermique 5, et une largeur 'I' selon une direction parallèle à la direction d'écoulement 19 du fluide dans l'échangeur thermique 5. Les figures 3a et 3b sont, respectivement, des vues schématiques partielles en 30 perspective d'une portion de la plaque de perturbation 13 de l'échangeur thermique 5 de la figure 2 selon deux variantes de réalisation. Sur les figures 3a et 3b, on n'a représenté qu'une portion de plaque de perturbation 13 pour faciliter la compréhension.

La plaque de perturbation 13 est conformée de sorte à définir des perturbateurs 19 permettant de créer des turbulences dans l'écoulement du fluide passant à travers les perturbateurs. Plus précisément, les perturbateurs 19 sont formés sur la plaque de perturbation 13 et forment des reliefs sur la plaque de perturbation 13. De plus, les perturbateurs 19 sont régulièrement espacés de manière à délimiter des canaux de circulation du fluide 20. Les perturbateurs forment donc des motifs sur la plaque Plus précisément, les perturbateurs 19 sont formés sur la plaque de perturbation 13. Les motifs des perturbateurs 19 sont, par exemple, réalisés par pliage, par emboutissage ou 15 par formage de la plaque de perturbation 13. Avantageusement, selon l'exemple de réalisation présenté, les perturbateurs 19 sont agencés en rangées 21. 20 Les motifs des perturbateurs 19 définissent, par exemple, une forme sensiblement en créneaux. Les motifs en créneaux des perturbateurs 19 se font, dans l'exemple illustré, à angles droits. Toutefois, les motifs des perturbateurs 19 peuvent également être en forme de 'U', de 'L' ou de 'V'. 25 Dans l'exemple de réalisation, la plaque de perturbation 13 présente des motifs sensiblement en créneaux tant dans la direction d'écoulement du fluide 18 dans l'échangeur thermique 5, c'est-à-dire parallèle à la direction d'extension de la largeur 'I', que dans la direction perpendiculaire à la direction d'écoulement du fluide 18 dans l'échangeur thermique 5, c'est-à-dire parallèle à la direction 30 d'extension de la longueur 'L', de la plaque de perturbation 13.

La rangée 21 des perturbateurs 19 peut présenter des motifs en créneaux agencés, préférentiellement, en quinconce.

En outre, la plaque de perturbation 13 comporte plusieurs cloisons de séparation 23, notamment des cloisons de partition ou de fermeture 23a et des cloisons de circuitage 23b, qui délimitent un ou plusieurs circuits du fluide dans l'échangeur thermique 5. Les cloisons de séparation 23 sont, par exemple réalisées, sous la forme de tiges de séparation ou sous la forme de baguette, par exemple de section sensiblement cylindrique ou polygonale. Les cloisons de partition ou de fermeture 23a sont disposées aux extrémités de la plaque de perturbation 13 afin de définir un volume intérieur de circulation du fluide. Alternativement ou en complément Les cloisons de partition ou de fermeture 23a peuvent être disposées entre les deux extrémités de la plaque de perturbation 13 afin de définir plusieurs volumes intérieurs indépendants d'écoulement du fluide. Les cloisons de circuitage 23b sont disposées entre deux cloisons de partition 20 ou de fermeture 23a afin de définir une configuration donnée de l'écoulement du fluide dans le volume intérieur de circulation du fluide délimité entre deux cloisons de partition ou de fermeture 23a. Les cloisons de séparation 23 sont des pièces réalisées distinctement de la 25 plaque de perturbation 13. Les cloisons de séparation 23 sont agencées de façon amovible sur la plaque de perturbation 13. Ainsi, l'agencement des cloisons de séparation 23 sur la plaque de perturbation 13 est donc modulable selon les besoins. 30 II est ainsi aisé de modifier les circuits du fluide dans l'échangeur thermique 5, en changeant le positionnement des cloisons de séparation 23 sur la plaque de perturbation 13. Par suite, il est procédé à la solidarisation des cloisons de séparation 23 avec la 5 plaque de perturbation 13, par exemple lors du brasage de l'échangeur thermique 5 ou par toute autre méthode de solidarisation, notamment par collage. Les cloisons de séparation 23 s'étendent selon une direction parallèle à la 10 direction d'écoulement du fluide 18. Selon l'exemple présenté, les cloisons de séparation 23 s'étendent donc parallèlement à la largeur 'I' de la plaque de perturbation 13. Avantageusement, les cloisons de séparation 23 sont réalisées en aluminium. Préférentiellement, la plaque de perturbation 13 est conformée de sorte qu'un espace 26 est disposé entre deux rangées 21 de perturbateurs 19. Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 2 et les figures 3a et 3b, les cloisons de séparation 23 sont agencées dans l'espace 26 entre deux rangées 21 La cloison de séparation 23 peut s'étendre sur toute la largeur 'I' de la plaque de perturbation 13. Il s'agit alors d'une cloison de partition ou de fermeture 23a. Une cloison de partition ou de fermeture 23a s'étendant sur toute la largeur 'I' 25 de la plaque de perturbation 13 forme un blocage du fluide et délimite ainsi un ou plusieurs circuits d'écoulement. Sur une même plaque de perturbation 13, on peut donc prévoir plusieurs circuits d'écoulement, ce qui signifie plusieurs zones d'échange thermique indépendantes. 15 20 30 La cloison de séparation 23 peut également s'étendre sur une partie uniquement de la largeur 'I' de la plaque de perturbation 13. Il s'agit alors d'une cloison de circuitage 23b. Ainsi, au moins une cloison de circuitage 23b peut s'étendre, dans le sens de la 5 largeur 'I' de la plaque de perturbation 13, sur une distance 'd' prédéterminée inférieure à la largeur 'I' de la plaque de perturbation 13. Préférentiellement, la cloison de circuitage 23b est en contact, à une de ses extrémités, avec la boîte d'entrée de fluide 15 ou la boîte de sortie de fluide 17. Ainsi agencée, la cloison de circuitage 23b définit deux passes de circulation dans le circuit d'écoulement 10 du fluide. Afin de définir plusieurs passes de circulation, on peut disposer deux cloisons de circuitage 23b tête-bêche, chaque cloison de circuitage 23b s'étendant sur une distance prédéterminée inférieure à la largeur 'I' de la plaque de 15 perturbation 13. A titre d'exemple non limitatif, les deux cloisons de circuitage 23b tête-bêche peuvent s'étendre sur une même distance d. Les cloisons de circuitage 23b tête-bêche s'étendent deux à deux en sens inverse en partant respectivement en alternance de la boîte d'entrée de fluide 20 15 et de la boîte de sortie de fluide 17 disposées de part et d'autre de la plaque de perturbation 13. Les cloisons de circuitage 23b définissent un passage forcé du fluide selon les passes de circulation. En disposant plusieurs cloisons de circuitage 23b en 25 alternance, telles que présentées sur la figure 2, il est possible de définir une circulation multi passe. Le circuit du fluide selon plusieurs passes de circulation est illustré de façon schématique par les flèches sur la figure 2. Selon l'exemple illustré sur la figure 30 2, six cloisons de séparation sont représentées. Notamment, il a été disposé, deux cloisons de partition ou de fermeture 23a délimitant le circuit d'écoulement du fluide, et les quatre cloisons de circuitage 23b délimitant les passes de circulation et disposées entre les deux cloisons cloisons de partition ou de fermeture 23a, Bien sûr le nombre de cloisons de séparation 23 est à adapter selon les besoins de performances de l'échangeur thermique 5. Selon un premier mode de réalisation tel que présenté sur la figure 3a, les cloisons de séparation 23 sont disposées sur un même côté de la plaque de perturbation 13. Alternativement, selon un deuxième mode de réalisation tel que présenté sur la figure 3b, les cloisons de séparation 23 sont disposées alternativement sur les deux côtés opposés de la plaque. A titre d'exemple, selon le deuxième mode de réalisation tel que présenté sur la figure 3b, une première cloison de séparation 23 est par exemple disposée sur 15 un premier côté de la plaque de perturbation 13, la seconde cloison de séparation 23 consécutive est disposée sur le deuxième côté de la plaque de perturbation 13 opposé au premier côté, la troisième cloison de séparation 23 est disposée sur le premier côté de la plaque. Une telle disposition peut être répétée plusieurs fois afin de définir le circuit d'écoulement du fluide désiré. 20 En outre, les cloisons de séparation 23 sont avantageusement régulièrement espacées, selon un pas prédéterminé, par exemple correspondant au pas de pliage, d'emboutissage ou de formage de la plaque de perturbation 13. 25 Ainsi, selon le premier mode de réalisation tel que présenté sur la figure 3a, les cloisons de séparation 23 sont disposées à des distances correspondant à un multiple entier du pas prédéterminé. Selon le deuxième mode de réalisation tel que présenté sur la figure 3b, les 30 cloisons de séparation 23 sont disposées à des distances correspondant à un multiple entier de la moitié du pas prédéterminé. On se reporte dorénavant à la figure 4 qui présente une vue schématique en perspective de l'échangeur thermique 5 de la figure 2.

En complément, l'échangeur thermique 5 peut comporter deux plaques de protection, une plaque supérieure 25a et une plaque inférieure 25b entre lesquelles est disposée la plaque de perturbation 13. La plaque de perturbation 13 est donc prise en sandwich entre la plaque supérieure 25a et la plaque inférieure 25b. Plus particulièrement, la figure 4 présente un exemple d'échangeur thermique 5 comportant plusieurs circuits multi passes schématisées à l'aide des pointillés. Selon l'exemple de la figure 4, l'échangeur thermique 5 comporte deux circuits 15 à trois passes de dimensions différentes. La plaque supérieure 25a et la plaque inférieure 25b présentent une forme générale sensiblement rectangulaire de dimensions sensiblement égales à celles de la plaque de perturbation 13. La plaque supérieure 25a et la plaque 20 inférieure 25b présentent donc, par exemple, une même largeur 'I' que la plaque de perturbation 13 et peuvent également présenter une même longueur 'L', ou sensiblement égale, que la plaque de perturbation 13. L'échangeur thermique 5 ainsi formé avec la plaque supérieure 25a, la plaque 25 inférieure 25b et la plaque de perturbation 13, présente une forme générale sensiblement parallélépipédique, comme cela est mieux visible sur la figure 4. Par ailleurs, comme évoqué précédemment, l'échangeur thermique 5 comporte, la première boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17. Afin de 30 permettre, respectivement, une admission du fluide dans la plaque de perturbation 13 et une sortie du fluide hors de la plaque de perturbation 13, la plaque de perturbation 13 est connectée à la boîte d'entrée de fluide 15 et à la boîte de sortie de fluide 17. Préférentiellement, la plaque de perturbation 13 débouche, respectivement, dans la boîte d'entrée de fluide 15 et à la boîte de sortie de fluide 17, afin de permettre l'écoulement du fluide à travers la plaque de perturbation 13. En effet, le fluide, par exemple l'eau glycolée, entre par la boîte d'entrée de fluide 15, circule entre les perturbateurs 19 selon une ou plusieurs circuits et/ou une ou plusieurs passes de circulation définies par les cloisons de séparation 23, afin d'échanger de la chaleur avec, par exemple, la surface inférieure du module de batteries 1 à refroidir ou à réchauffer. Par suite, le fluide sort par la boîte de sortie de fluide 17.

A cet effet, la boîte d'entrée de fluide 15 comporte une ouverture d'admission de fluide 30 et la boîte de sortie de fluide 17 comporte une ouverture d'éjection de fluide 31a, 31b. Selon les configurations recherchées, l'ouverture d'admission de fluide 30 de la boîte d'entrée de fluide 15 et l'ouverture d'éjection de fluide de la boîte 31a de sortie de fluide 17 peuvent être disposé du même coté, ou l'ouverture d'admission de fluide 30 de la boîte d'entrée de fluide 15 et l'ouverture d'éjection de fluide de la boîte 31b de sortie de fluide 17 peuvent être disposé du coté opposé.

Alternativement encore, l'échangeur thermique 5 peut comporter plusieurs ouvertures d'admission de fluide 30, par exemple deux, et/ou plusieurs ouverture d'éjection de fluide 31a, 31b, par exemple deux.

Selon divers modes de réalisation présenté sur la figure 2 et les figures4 à 9, la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 sont sensiblement identiques. Bien évidemment, la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 peuvent être de configurations différentes.

De façon particulièrement avantageuse, la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 peuvent être réalisées sous la forme de conduits de section sensiblement rectangulaire. Par ailleurs, plusieurs variantes d'agencement de la boîte d'entrée de fluide 15 10 et la boîte de sortie de fluide 17, par rapport à la plaque de perturbation 13, sont envisageables. La boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 peuvent être disposées sur un même côté de l'échangeur thermique 5 ou chacune sur un 15 côté de l'échangeur thermique 5. De même, la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 peuvent être disposées sur une même bordure longitudinale de l'échangeur thermique 5 ou chacune sur deux bordures longitudinales distinctes de 20 l'échangeur thermique 5. Bien entendu, la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 ne sont pas forcément au niveau d'une bordure longitudinale de l'échangeur thermique 5 mais peuvent être placées à une distance prédéfinie des bordures 25 longitudinales distinctes de l'échangeur thermique 5. Enfin, la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 peuvent par exemple être montées de manière symétrique. 30 Ainsi, en se reportant à la figure 5, qui présente une vue en coupe schématique de l'échangeur thermique 5 de la figure 4, et aux figures 2 et 4, selon la variante de réalisation illustrée, la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 sont agencées de part et d'autre l'échangeur thermique 5 dans le sens de la largeur 'I', et sur un même côté de l'échangeur thermique 5, par exemple sur la plaque inférieure 25b de l'échangeur thermique 5. La boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 sont, par exemple, disposées sur les deux bordures longitudinales opposées de l'échangeur thermique 5, plus précisément de la plaque inférieure 25b.

Selon la variante de la figure 6 qui présente une vue en coupe schématique de l'échangeur thermique selon une deuxième variante de réalisation, la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 sont respectivement disposées sur deux côté opposés de l'échangeur thermique 5 et sont agencées sur une même bordure longitudinale de l'échangeur thermique 5. Ceci permet d'avoir l'ouverture d'admission de fluide 30 et l'ouverture d'éjection de fluide 31a / 31b sur un même coté. Par exemple, la boîte d'entrée de fluide 15 est disposée sur une bordure longitudinale de la plaque inférieure 25b, tandis que la boîte de sortie de fluide 17 est disposée sur la bordure longitudinale, en vis-à-vis, de la plaque supérieure 25a.

A l'inverse, selon la variante de la figure 7 qui présente une vue en coupe schématique de l'échangeur thermique 5 selon une troisième variante de réalisation, la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 ne sont plus disposées sur une même bordure longitudinale de l'échangeur thermique 5, mais sont disposées sur deux bordures longitudinales distinctes. Ainsi, selon la variante de la figure 7, la boîte d'entrée de fluide 15 est disposée sur un premier côté de l'échangeur thermique 5 et sur une première bordure longitudinale de l'échangeur thermique 5. Par exemple la boîte d'entrée 15 est 30 disposée sur une première bordure longitudinale de la plaque inférieure 25b.

La boîte de sortie de fluide 17 est, quant à elle, disposée sur un deuxième côté de la plaque opposé et sur une deuxième bordure longitudinale opposée à la première bordure longitudinale. Par exemple, la boîte de sortie de fluide 17 est disposée sur une deuxième bordure longitudinale de la plaque supérieure 25a, opposée à la première bordure longitudinale de la plaque inférieure 25b. La boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 peuvent encore être disposées à distance des bordures longitudinales, par exemple 10 sensiblement au milieu de la largeur 'I' de la plaque de perturbation 13. Ainsi, selon la variante représentée par la figure 8 qui présente vue en coupe schématique de l'échangeur thermique selon une quatrième variante de réalisation, la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 sont 15 toutes les deux agencées d'un même côté de l'échangeur thermique 5, par exemple, sur la plaque inférieure 25b, et sensiblement au milieu de la largeur 'I'. Au contraire, selon la variante de la figure 9 qui présente vue en coupe schématique de l'échangeur thermique selon une cinquième variante de 20 réalisation, la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 sont respectivement disposées sur les deux côtés de l'échangeur thermique 5. De plus, la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 se situent sensiblement au milieu de la largeur 'I'. À titre d'exemple, la boîte d'entrée de fluide 15 est disposée sur la plaque inférieure 25b et sensiblement au milieu de 25 la largeur 'I', tandis que la boîte de sortie de fluide 17 est disposée sur la plaque supérieure 25a et sensiblement au milieu de la largeur 'I'. En outre, la boîte d'entrée de fluide 15 présente l'ouverture d'admission de fluide 30 pour l'alimentation en fluide, et la boîte de sortie de fluide 17 présente 30 l'ouverture d'éjection de fluide 31a, 31b pour l'évacuation du fluide hors de l'échangeur thermique 5. Tel que précédemment détaillé, en particulier en relation avec la figure 4, il est possible de prévoir que l'entrée et la sortie de fluide se fassent sur deux côtés opposés, ici dans le sens de la longueur 'L' de la plaque de perturbation 13, comme l'illustrent la flèche double et la flèche en pointillés sur la figure 4,. L'ouverture d'admission de fluide 30 et l'ouverture d'éjection de fluide 31b sont donc diagonalement opposés.

Cette solution est avantageuse car ne requiert pas d'équilibrage hydraulique des débits dans les différents circuits d'écoulement du fluide qui sont alimentés en parallèle. En alternative, l'ouverture d'éjection de fluide 31a peut se faire du même côté 15 que l'ouverture d'admission de fluide 30, comme l'illustre la flèche en trait continu sur la figure 4. Un tel agencement est particulièrement pratique et avantageux pour faciliter la connexion hydraulique du module de batteries 1. La présente invention porte également sur un procédé de réalisation d'un tel 20 échangeur thermique 5. Selon ce procédé, dans une première étape, on dispose un nombre prédéfini de cloisons de séparation 23 sur la plaque de perturbation 13 s'étendant parallèlement à la direction d'écoulement du fluide 18 de façon à définir au 25 moins un circuit d'écoulement du fluide. . Le nombre de cloisons de séparation 23 est choisi en fonction du circuit d'écoulement du fluide souhaité. Plus précisément, on agence chaque cloison de séparation 23 dans un canal de circulation du fluide 20. Un tel canal de circulation du fluide 20 est, par 30 exemple, délimité par deux rangées 21 de perturbateurs 19. Dans ce cas, on intercale une cloison de séparation 23 dans un canal de circulation du fluide 20 entre deux rangées 21 de perturbateurs 19. Les perturbateurs 19 présentent, par exemple, une forme générale sensiblement en créneaux, agencés en quinconce. En outre, on peut prévoir d'agencer les cloisons de séparation 23 sur un même côté de la plaque de perturbation 13, telles que présentées sur la figure 3a, ou alternativement sur les deux côtés opposés de la plaque de perturbation 13, telles que présentées sur la figure 3b. Il est par ailleurs possible d'agencer des cloisons de séparation 23 s'étendant sur toute la largeur 'I' de la plaque de perturbation 13, correspondant à la direction d'écoulement du fluide 18. On définit ainsi un ou plusieurs circuits d'écoulement du fluide. 15 Il est également possible d'agencer des cloisons de séparation 23 sur une distance 'd' inférieure à la largeur 'I' de la plaque de perturbation 13, correspondant à la direction d'écoulement du fluide 18. On définit ainsi une ou plusieurs passes de circulation du fluide dans le circuit. À cet effet, on agence, 20 avantageusement, de telles cloisons de séparation 23, tête-bêche deux à deux. De plus, Il est possible d'espacer les cloisons de séparation 23 selon un pas prédéterminé. 25 Par suite, il est possible de disposer, de part et d'autre, de la plaque de perturbation 13, deux plaques de protection 25a et 25b, par exemple sensiblement de mêmes dimensions que la plaque de perturbation 13. Lors d'une étape suivante, on agence au moins une boîte collectrice de fluide 30 15 et/ou 17, de sorte qu'au moins une bordure de la plaque de perturbation 13 10 débouchent dans la boîte collectrice de fluide 15 et/ou 17, pour permettre l'écoulement du fluide sur la plaque de perturbation 13. À titre d'exemple, on agence une boîte d'entrée de fluide 15 et une boîte de 5 sortie de fluide 17. On agence, par exemple, la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 sur un même côté de l'échangeur thermique 5, telles que présentées sur les figures 5 et 8. 10 Alternativement, telles que présentées sur la figure 5, la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 peuvent être disposées sur deux bords opposés de l'échangeur thermique 5, tandis que sur la variante présentée sur la figure 8, la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 sont 15 agencées côte à côte, par exemple, sensiblement au milieu de l'échangeur thermique 5. On peut aussi agencer la boîte d'entrée de fluide 15 sur un premier côté de l'échangeur thermique 5, et la boîte de sortie de fluide 17 sur un deuxième côté 20 de l'échangeur thermique 5, opposé au premier côté. En référence à la figure 7, la boîte de sortie de fluide 17 peut être agencée de sorte que l'ouverture d'éjection de fluide 31b soit diagonalement opposé à l'ouverture d'admission de fluide 30 de la boîte d'entrée de fluide 15. 25 la boîte d'entrée de fluide 15 et la boîte de sortie de fluide 17 peuvent être aussi agencées au même niveau, par exemple, sur une même bordure, selon l'exemple présenté sur la figure 6, ou décalées par rapport aux bordures , par exemple sensiblement au milieu, selon l'exemple présenté sur la figure 9. 30 Enfin, lors d'une dernière étape, on procédé à un assemblage des divers composant de l'échangeur thermique 5, par exemple par brasage. On comprend donc qu'un échangeur thermique 5 avec une telle plaque de perturbation 13 et des cloisons de séparation 23 modulables, permet d'adapter de façon simple la circulation du fluide en un ou plusieurs circuits et/ou une ou plusieurs passes de circulation. Ceci permet d'augmenter la surface d'échange thermique et d'améliorer les performances de l'échangeur thermique 5.

En outre, l'ouverture d'admission de fluide 30 et/ou l'ouverture d'éjection de fluide 31a, 31b de l'échangeur thermique 5 peuvent être agencés de façon à s'affranchir d'un équilibrage hydraulique. La présente invention trouve une application particulièrement avantageuse 15 dans la régulation thermique de batteries 3 équipant un véhicule automobile. En particulier, elle est avantageusement dédiée pour réguler la température d'au moins une batterie 3 de véhicule électrique ou hybride. Toutefois, la présente invention est également applicable à la régulation thermique de tout 20 composant d'un véhicule automobile nécessitant d'être refroidi et/ou réchauffé. De plus, la présence de cloisons de séparations 23 permet de définir divers types de circuits d'écoulement disposant d'une circulation mono passe ou multi passe. En particulier, la présente invention permet de facilement concevoir des 25 écoulements en 'I', en 'U', en 'S' ou en 'W'. Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager 30 l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.

Claims

REVENDICATIONS1. Echangeur thermique (5), en particulier pour réguler thermiquement un composant d'un véhicule automobile, permettant un écoulement d'au moins un fluide, caractérisé en ce que l'échangeur thermique (5) comporte au moins une plaque de perturbation (13) sur laquelle est agencée au moins une cloison de séparation (23).
2. Echangeur thermique (5) selon la revendication 1, dans lequel la cloison de séparation (23) s'étend sur une distance ('d') inférieure ou égale à une largeur (1') de la plaque de perturbation (13) selon la direction d'écoulement du fluide (18).
3. Echangeur thermique (5) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la plaque de perturbation (13) présente une pluralité de perturbateurs (19) en relief sur la plaque de perturbation (13) et espacés de manière à délimiter au moins un canal de circulation du fluide (20).
4. Echangeur thermique (5) selon la revendication 3, dans lequel la cloison de séparation (23) est agencée dans le canal de circulation du fluide (20) en s'étendant parallèlement à une direction d'écoulement (18) du fluide de façon à définir au moins un circuit de circulation du fluide.
5. Echangeur thermique (5) selon les revendications 3 ou 4, dans lequel la pluralité de perturbateurs (19) est agencée sur la plaque de perturbation (13) en rangées (21). 20 25 30
6. Echangeur thermique (5) selon la revendication 5, dans lequel la cloison deséparation (23) est agencée entre deux rangées (21) de perturbateurs (19).
7. Echangeur thermique (5) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel les rangées (21) de perturbateurs (19) présentent respectivement des perturbateurs (19) agencés en quinconce.
8. Echangeur thermique (5) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'échangeur thermique (5) comporte une pluralité de cloisons de séparation (23) agencées sur la plaque de perturbation (13).
9. Echangeur thermique (5) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les cloisons de séparation (23) sont disposées selon un pas prédéterminé.
10. Echangeur thermique (5) selon la revendication 8 ou 9, dans lequel les cloisons de séparation (23) sont agencées en alternance tête-bêche s'étendant sur une distance ('d') inférieure à une largeur (T) de la plaque de perturbation (13) selon la direction d'écoulement du fluide (18).
11. Echangeur thermique (5) selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel les cloisons de séparation (23) sont disposées sur un même côté de la plaque de perturbation (13).
12. Echangeur thermique (5) selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel les cloisons de séparation (23) sont disposées alternativement sur deux côtés opposés de la plaque de perturbation (13).
13. Echangeur thermique (5) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins une boîte d'entrée de fluide (15) et au moins une boîte de sortie de fluide (17) sont connectées avec la plaque de perturbation (13)pour permettre une circulation du fluide dans la plaque de perturbation (13).
14. Echangeur thermique (5) selon la revendication 13, dans lequel la boîte d'entrée de fluide (15) et la boîte de sortie de fluide (17) sont disposées sur un même côté de l'échangeur thermique (5).
15. Echangeur thermique (5) selon la revendication 13 ou 14, dans lequel la boîte d'entrée de fluide (15) est disposée sur un premier côté de l'échangeur thermique (5) et la boîte de sortie de fluide (17) est disposée sur un deuxième côté de l'échangeur thermique (5), opposé au premier côté.
16. Echangeur thermique (5) selon l'une des revendications 13 à 15, dans lequel la boîte d'entrée de fluide (15) comprend au moins une ouverture d'admission de fluide (30) et/ou la boîte de sortie de fluide (17) comprend au moins une ouverture d'éjection de fluide (31a, 31b).
17. Echangeur thermique (5) selon l'une des revendications 13 à 15, dans lequel l'ouverture d'admission de fluide (30) et l'ouverture d'éjection de fluide (31a, 31b) sont disposées sur deux cotés de l'échangeur thermique (5).
18. Echangeur thermique (5) selon l'une des revendications 13 à 17, dans lequel l'échangeur thermique (5) comporte deux plaques de protection (25a, 25b) entre lesquelles est disposée la plaque de perturbation (13).
19. Module de batteries (1) comprenant au moins un échangeur thermique (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en qu'il comprend au moins une batterie (3), l'échangeur thermique (5) étant apte à refroidir et/ou réchauffer la batterie (3).
20.. Module de batteries (1) selon la revendication 19, dans lequel l'échangeurthermique (5) est agencé pour assurer un échange thermique avec une surface inférieure (3a) de la batterie (3).
21. Module de batteries (1) selon la revendication 19 ou 20, dans lequel une interface thermique (7) est interposée entre l'échangeur thermique (5) et la batterie (3).
22. Module de batteries (1) selon l'une des revendications 19 à 21, dans lequel un capot (9) est fixé à la batterie (3) en enserrant l'échangeur thermique (5). 10
23. Procédé de réalisation d'un échangeur thermique (5) selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que : - on dispose un nombre prédéfini de cloisons de séparation (23) sur au moins une plaque de perturbation (13), et 15 - on dispose au moins une boîte collectrice du fluide (15, 17) pour l'écoulement du fluide dans la plaque de perturbation (13).
24. Procédé selon la revendication 23, dans lequel on brase l'échangeur thermique (5).
25. Procédé selon la revendication 23 ou 24, dans lequel on agence au moins une cloison de séparation (23) sur une distance ('d') inférieure ou égale à une largeur (T) de la plaque de perturbation (13) selon la direction d'écoulement du fluide (18).
26. Procédé selon la revendication 25, dans lequel on agence tête-bêche au moins deux cloisons de séparation (23).
27. Procédé selon l'une des revendications 23 à 26, dans lequel on agence les 30 cloisons de séparation (23) sur un même côté et/ou sur deux cotés de la 20 25plaque de perturbation (13). 29