FR2991762A1

FR2991762A1 - Thermal battery for use in heating device of e.g. electric car, has case, where phase shift material is arranged in center of case, and phase shift material is integrated in composite material, and set of heat generators is arranged case

Info

Publication number: FR2991762A1
Application number: FR1255431A
Authority: FR
Inventors: Kamel Azzouz; Pelsemaeker Georges De
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2013-12-13
Anticipated expiration: 2032-06-11
Also published as: FR2991762B1

Abstract

The battery has a case (200) that is allowed to be crossed by a coolant passing from a fluid input towards a fluid output. A phase shift material is arranged in a center of the case, where the phase shift material is integrated in a composite material. A set of heat generators (9) is arranged the case. The case includes an envelope (220) and the heat generators are integrated into the envelope, where the heat generators are provided as serigraphed heating plates that are connected to an electric current source. An independent claim is also included for a heating device.

Description

Batterie thermique et dispositif de chauffage associé. Description.Thermal battery and associated heater. Description.

La présente invention concerne une batterie thermique et un dispositif de chauffage utilisant une telle batterie thermique. Elle trouvera ses applications, notamment dans le domaine des véhicules automobiles et plus particulièrement dans le secteur des véhicules électriques ou hybrides.The present invention relates to a thermal battery and a heating device using such a thermal battery. It will find its applications, particularly in the field of motor vehicles and more particularly in the sector of electric or hybrid vehicles.

Actuellement, pour les véhicules à moteur thermique, tel que moteur essence ou diesel, il est connu de refroidir ce dernier 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 pour le refroidissement dudit fluide, mais aussi vers un radiateur de chauffage servant à réchauffer un flux d'air en direction de l'habitacle du véhicule. Dans les véhicules électriques ou hybrides, les systèmes d'entraînement notamment les moteurs électriques, les batteries et leurs systèmes et dispositifs de commande, dissipent trop peu de chaleur pour assurer de la sorte un 20 chauffage satisfaisant de l'habitacle comme le ferait un moteur thermique. Il est ainsi connu pour remédier à ce problème, d'utiliser des résistances électriques, alimentées par les batteries du véhicule, afin d'assurer un chauffage de l'habitacle. Cependant, le bon fonctionnement de cette solution dépend de 25 l'état de charge des batteries électriques et peut également impacter l'autonomie du véhicule. Une solution connue pour diminuer l'impact de l'utilisation de résistances électriques pour assurer un chauffage de l'habitacle est d'utiliser des batteries à chaleur latente, c'est-à-dire des batteries thermiques permettant de 30 stocker et de restituer de la chaleur par l'intermédiaire d'un matériau à changement de phase.Currently, for vehicles with a combustion engine, such as petrol or diesel engine, it is known to cool the latter using a circuit using a coolant which, after being heated through the engine, can be sent no only to a cooling radiator for cooling said fluid, but also to a heating radiator for heating an air flow towards the passenger compartment of the vehicle. In electric or hybrid vehicles, drive systems such as electric motors, batteries and their systems and control devices dissipate too little heat to thereby ensure satisfactory heating of the passenger compartment as an engine would do. thermal. It is thus known to remedy this problem, to use electrical resistors, powered by the vehicle batteries, to ensure heating of the passenger compartment. However, the proper functioning of this solution depends on the state of charge of the electric batteries and can also impact the vehicle's range. A known solution for reducing the impact of the use of electrical resistances to ensure heating of the cabin is to use latent heat batteries, that is to say thermal batteries for storing and returning heat through a phase change material.

Il est ainsi connu de conditionner le matériau à changement de phase au sein de microcapsules comme dans la demande US4911232 ou bien entre des plaques d'un faisceau d'échange de chaleur comme dans la demande 5 FR2965342 et d'intégrer la batterie thermique dans un dispositif de chauffage. Néanmoins, bien que réduite, la quantité d'énergie électrique requise pour chauffer l'habitacle et recharger la batterie thermique reste importante et il est donc nécessaire de diminuer cette consommation d'énergie afin de préserver 10 l'autonomie des batteries électriques et donc du véhicule. Un des buts de l'invention est donc de résoudre au moins partiellement les inconvénients de l'état de la technique et de proposer une batterie thermique ainsi qu'un dispositif de chauffage efficace et dont la consommation énergétique 15 est améliorée. La présente invention concerne donc une batterie thermique, notamment pour véhicule automobile, comprenant un boitier configuré pour être traversé par un fluide caloporteur passant d'une entrée de fluide vers une sortie de 20 fluide, ledit boitier comportant également en son sein un matériau à changement de phase intégré dans un matériau composite, ladite batterie thermique comprenant en outre des moyens générateurs de chaleur. Le fait d'intégrer les moyens générateurs de chaleurs à la batterie thermique permet de communiquer directement l'énergie calorifique générée 25 par ces derniers au MCP intégré dans un matériau composite ainsi qu'au fluide caloporteur circulant dans le boitier. De part cette communication directe de l'énergie calorifique générée, le stockage de cette dernière au sein de la batterie thermique est amélioré et moins couteux en énergie électrique.It is thus known to condition the phase change material within microcapsules as in US4911232 or between plates of a heat exchange bundle as in FR2965342 and to integrate the thermal battery into a heating device. Nevertheless, although reduced, the amount of electrical energy required to heat the passenger compartment and recharge the thermal battery remains significant and it is therefore necessary to reduce this energy consumption in order to preserve the autonomy of the electric batteries and therefore the vehicle. One of the aims of the invention is therefore to at least partially solve the drawbacks of the state of the art and to propose a thermal battery as well as an efficient heating device whose energy consumption is improved. The present invention therefore relates to a thermal battery, in particular for a motor vehicle, comprising a housing configured to be traversed by a heat transfer fluid passing from a fluid inlet to a fluid outlet, said housing also comprising a change material therein. integrated phase in a composite material, said thermal battery further comprising means for generating heat. The fact of integrating the heat generating means with the thermal battery makes it possible to directly communicate the heat energy generated by them to the integrated MCP in a composite material as well as to the coolant circulating in the housing. Due to this direct communication of the heat energy generated, the storage of the latter within the thermal battery is improved and less expensive in electrical energy.

Selon un aspect de l'invention, le boitier comprend une enveloppe et que les moyens générateurs de chaleurs sont intégrés à ladite enveloppe. Selon un autre aspect de l'invention, les moyens générateurs de chaleur 5 sont des plaques sérigraphiées chauffantes destinées à être reliées à une source de courant électrique. Selon un autre aspect de l'invention, les moyens générateurs de chaleurs sont englobés dans le matériau composite. 10 Selon un autre aspect de l'invention, les moyens générateurs de chaleur sont des résistances électriques destinées à être reliées à une source de courant électrique. 15 Selon un autre aspect de l'invention, la batterie thermique comporte au moins un faisceau d'échange de chaleur définissant une pluralité de trajet dans lesquels le fluide caloporteur est apte à circuler, lesdits trajets étant englobés au sein du matériau composite. 20 Selon un autre aspect de l'invention, le matériau composite rempli au moins partiellement le boitier et comporte des canaux d'échange dans lesquels le fluide caloporteur est apte à circuler. L'invention concerne également un dispositif de chauffage, notamment 25 pour véhicule automobile, comprenant un échangeur de chaleur comprenant une entrée et une sortie de fluide caloporteur et une pompe comprenant également une entrée et une sortie de fluide caloporteur, ledit dispositif comprenant en outre une batterie thermique selon l'un quelconque des aspects décrit précédemment.According to one aspect of the invention, the housing comprises an envelope and the heat generating means are integrated in said envelope. According to another aspect of the invention, the heat generating means 5 are heat-screen printed plates intended to be connected to a source of electric current. According to another aspect of the invention, the heat generating means are encompassed in the composite material. According to another aspect of the invention, the heat generating means are electrical resistances intended to be connected to a source of electric current. According to another aspect of the invention, the thermal battery comprises at least one heat exchange beam defining a plurality of paths in which the heat transfer fluid is able to circulate, said paths being encompassed within the composite material. According to another aspect of the invention, the composite material at least partially filled the housing and comprises exchange channels in which the heat transfer fluid is able to circulate. The invention also relates to a heating device, in particular for a motor vehicle, comprising a heat exchanger comprising an inlet and a heat transfer fluid outlet and a pump also comprising an inlet and a heat transfer fluid outlet, said device further comprising a thermal battery according to any of the aspects described above.

Selon le dispositif de chauffage selon l'invention: - la sortie de fluide caloporteur de la batterie thermique est reliée à l'entrée de fluide caloporteur de l'échangeur de chaleur, - la sortie de fluide caloporteur de l'échangeur de chaleur est reliée à l'entrée de fluide caloporteur de la pompe, et - la sortie de fluide caloporteur de la pompe est reliée à l'entrée de fluide caloporteur de la batterie thermique.According to the heating device according to the invention: the heat transfer fluid outlet of the thermal battery is connected to the heat transfer fluid inlet of the heat exchanger, the heat transfer fluid outlet of the heat exchanger is connected. at the heat transfer fluid inlet of the pump, and - the heat transfer fluid outlet of the pump is connected to the heat transfer fluid inlet of the thermal battery.

Selon un autre aspect du dispositif de chauffage selon l'invention, la batterie thermique et la pompe sont regroupées dans un module de chauffage. Selon un autre aspect du dispositif de chauffage selon l'invention, ledit dispositif est : - dans un état dit de stockage où de l'énergie calorifique est accumulée au niveau de la batterie thermique, ou - dans un état dit de chauffage où de l'énergie calorifique est relâchée au niveau de l'échangeur de chaleur, ou - dans un état d'arrêt total. 20 Selon un autre aspect du dispositif de chauffage selon l'invention, ledit dispositif comporte en outre une vanne trois voies placée entre la sortie de fluide caloporteur de la batterie thermique et l'entrée de fluide caloporteur de l'échangeur de chaleur, ladite vanne trois voies comportant : 25 - une entrée de fluide caloporteur reliée à la sortie de fluide caloporteur de la batterie thermique, - une première sortie de fluide caloporteur reliée à l'entrée de fluide caloporteur de l'échangeur de chaleur, et - une seconde sortie de fluide caloporteur reliée à l'entrée de fluide caloporteur de la pompe.According to another aspect of the heating device according to the invention, the heat battery and the pump are grouped together in a heating module. According to another aspect of the heating device according to the invention, said device is: in a so-called storage state where heat energy is accumulated at the thermal battery, or in a so-called heating state where heat energy is released at the heat exchanger, or - in a total off state. According to another aspect of the heating device according to the invention, said device further comprises a three-way valve placed between the heat transfer fluid outlet of the thermal battery and the heat transfer fluid inlet of the heat exchanger, said valve three channels comprising: a heat transfer fluid inlet connected to the heat transfer fluid outlet of the thermal battery, a first heat transfer fluid outlet connected to the heat transfer fluid inlet of the heat exchanger, and a second outlet. heat transfer fluid connected to the heat transfer fluid inlet of the pump.

Selon un autre aspect du dispositif de chauffage selon l'invention, la vanne trois voies permet, de façon sélective : - une circulation du fluide caloporteur, dite de stockage, où la première sortie de fluide caloporteur de la vanne trois voies est fermée et où la seconde sortie de fluide caloporteur de la vanne trois voies est ouverte, le fluide caloporteur évitant ainsi de passer au travers de l'échangeur de chaleur et passant directement de la sortie de fluide caloporteur de la batterie thermique à l'entrée de fluide caloporteur de la pompe, et - une circulation du fluide caloporteur, dite de chauffage, où la première sortie de fluide caloporteur de la vanne trois voies est ouverte et où la seconde sortie de fluide caloporteur de la vanne trois voies est fermée, le fluide caloporteur passant ainsi au travers de l'échangeur de chaleur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus 20 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 perspective partiellement en coupe de l'enveloppe d'une batterie thermique selon un premier mode de réalisation, 25 - la figure 2 montre une représentation schématique en perspective partiellement en coupe d'un bloc de matériau composite d'une batterie thermique, - la figure 3 montre une représentation schématique en perspective d'une enveloppe de batterie thermique selon un second mode de réalisation, - la figure 4 montre une représentation schématique en perspective d'un faisceau d'échange de chaleur de batterie thermique, - la figure 5 montre une représentation schématique en coupe du faisceau d'échange de chaleur de la figure 4, - les figures 6 à 8 montrent des représentations schématiques de dispositifs de chauffage.According to another aspect of the heating device according to the invention, the three-way valve selectively allows: a circulation of the coolant, called storage fluid, where the first coolant outlet of the three-way valve is closed and the second heat transfer fluid outlet of the three-way valve is open, the heat transfer fluid thus avoiding passing through the heat exchanger and passing directly from the heat transfer fluid outlet of the thermal battery to the heat transfer fluid inlet of the the pump, and a circulation of the coolant, said heating, wherein the first coolant outlet of the three-way valve is open and the second heat transfer fluid outlet of the three-way valve is closed, the heat transfer fluid thus passing through the heat exchanger. Other features and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the following description, given by way of illustrative and nonlimiting example, and the appended drawings in which: FIG. 1 shows a schematic representation in perspective partially in section of the envelope of a thermal battery according to a first embodiment, - Figure 2 shows a schematic perspective view partially in section of a block of composite material of a thermal battery, - Figure 3 shows a schematic perspective view of a thermal battery envelope according to a second embodiment, - Figure 4 shows a schematic perspective view of a thermal battery heat exchange beam, - Figure 5 shows a representation. schematic sectional view of the heat exchange bundle of FIG. 4; FIGS. 6 to 8 show schematic representations; of heating devices.

Les éléments identiques sur les différentes figures portent des références identiques. La figure 1 montre une représentation schématique en perspective partiellement en coupe d'une batterie thermique 1. Cette dernière comporte un boitier 200 étanche et configuré pour être traversé par un fluide caloporteur passant d'une entrée il de fluide caloporteur vers une sortie 12 de fluide caloporteur (non représentées sur cette figure 1). Le boitier 200 comprend une enveloppe 220 et comporte en son sein un matériau à changement de phase (MCP) intégré dans un matériau composite 203, illustré sur la figure 2 sous forme d'un bloc. La batterie thermique 1 comprend en outre des moyens générateurs de chaleur 9. Comme montré par la figure 1, l'enveloppe 220 peut-être réalisée dans un 25 matériau dont les caractéristiques d'étanchéité, d'isolation thermique ainsi que de tenue mécanique sont élevées, par exemple, ledit matériau peut être en matière plastique thermostable comme le polyétheréthercétone (PEEK).The identical elements in the different figures bear identical references. FIG. 1 shows a diagrammatic representation in perspective, partly in section, of a heat battery 1. The latter comprises a housing 200 sealed and configured to be traversed by a heat-transfer fluid passing from an inlet 11 of coolant to an outlet 12 of fluid coolant (not shown in this figure 1). The housing 200 comprises an envelope 220 and comprises within it a phase change material (PCM) integrated in a composite material 203, illustrated in Figure 2 in the form of a block. The thermal battery 1 furthermore comprises heat generating means 9. As shown in FIG. 1, the envelope 220 may be made of a material whose sealing, thermal insulation and mechanical strength characteristics are For example, said material may be made of thermostable plastic such as polyetheretherketone (PEEK).

Selon une variante, l'enveloppe 220 peut être une succession d'enveloppes et de couches intermédiaires comme montré par la figure 3, par exemple, une enveloppe extérieure 220A recouvrant une couche d'un matériau thermiquement isolant 220B, lui-même entourant un corps de confinement 22oC dans lequel est placé le MCP intégré dans un matériau composite 203 et dans lequel circule le fluide caloporteur. Selon un premier mode de réalisation illustré par la figure 1, les moyens générateurs de chaleur 9 sont intégrés à ladite enveloppe 220 du boitier 200.According to one variant, the envelope 220 may be a succession of envelopes and intermediate layers as shown in FIG. 3, for example an outer envelope 220A covering a layer of a thermally insulating material 220B, itself surrounding a body confinement 22oC in which is placed the integrated MCP in a composite material 203 and in which circulates the coolant. According to a first embodiment illustrated in FIG. 1, the heat generating means 9 are integrated in said casing 220 of the casing 200.

Plus précisément, lesdits moyens générateurs de chaleur 9 peuvent être des plaques sérigraphiées chauffantes destinées à être reliées à une source de courant électrique. Selon un second mode de réalisation illustré par la figure 2, les moyens générateurs de chaleurs 9 sont englobés dans le matériau composite 203. Plus précisément, lesdits moyens générateurs de chaleur 9 peuvent être des résistances électriques destinées à être reliées à une source de courant électrique.More specifically, said heat generating means 9 may be heated screen-printed plates intended to be connected to a source of electric current. According to a second embodiment illustrated in FIG. 2, the heat generating means 9 are included in the composite material 203. More precisely, said heat generating means 9 may be electrical resistances intended to be connected to a source of electric power. .

Bien évidement, l'un ou l'autre de ces modes de réalisation n'est pas exclusif et il est tout à fait envisageable qu'un boitier 200 comporte à la fois des moyens générateurs de chaleur 9 intégrés à son enveloppe 220 et des moyens générateurs de chaleurs 9 englobés dans le matériau composite 203.Obviously, one or other of these embodiments is not exclusive and it is quite conceivable that a housing 200 includes both heat generating means 9 integrated in its envelope 220 and means heat generators 9 encompassed in the composite material 203.

Le fait d'intégrer les moyens générateurs de chaleurs 9 à la batterie thermique 1, permet de communiquer directement l'énergie calorifique générée par ces derniers au MCP intégré dans un matériau composite 203 ainsi qu'au fluide caloporteur circulant dans le boitier 200. De part cette communication directe de l'énergie calorifique générée, le stockage de cette dernière au sein de la batterie thermique 1 est amélioré et moins couteux en énergie électrique.The fact of integrating the heat generating means 9 with the heat battery 1 makes it possible to directly communicate the heat energy generated by the latter to the integrated MCP in a composite material 203 as well as to the coolant circulating in the housing 200. apart from this direct communication of the heat energy generated, the storage of the latter within the thermal battery 1 is improved and less expensive in electrical energy.

Le fluide caloporteur peut selon une première variante, être apte à circuler directement au sein du matériau composite 203 comme cela est illustré à la figure 2. Pour cela, ledit matériau composite 203 rempli au moins 5 partiellement le boitier 200 et comporte des canaux d'échange 90 dans lesquels circule le fluide caloporteur. Ledit fluide caloporteur peut ainsi passer de l'entrée il de fluide caloporteur du boitier 200 à la sortie 12 de fluide caloporteur du boitier 200. Pour cette variante de circulation du fluide caloporteur, un ratio optimal de canaux d'échange 90 par rapport aux moyens 10 générateurs de chaleurs 9 englobés dans le matériau composite 203 peut être de 5/2 afin que l'énergie calorifique soit absorbée par le MCP et/ou transmise au fluide caloporteur avec une efficacité maximale. Selon une seconde variante, illustrée par les figures 4 et 5, le fluide 15 caloporteur peut être apte à circuler à l'intérieur d'au moins un faisceau d'échange de chaleur 201 définissant une pluralité de trajets 202, lesdits trajets 202 étant englobés au sein du matériau composite 203. Un faisceau d'échange de chaleur 201 peut être constitué d'une pluralité 20 de plaques empilées 204. Les dites plaques 204 étant assemblées par paire afin de définir la pluralité de trajets 202, un trajet 202 étant prévu entre deux plaques 204 d'une même paire. Les paires de plaques 204 sont éloignées de la ou des paires voisines pour définir entre elles un espace contenant du matériau composite 203 comportant du MCP. Les plaques 204 peuvent être notamment 25 en métal, plus particulièrement en aluminium et alliage d'aluminium et être réalisées par emboutissage. Un faisceau d'échange de chaleur 201 peut notamment être constitué de briques A, B, C de base identiques, définies chacune par un empilement desdites plaques 204, lesdites briques A, B, C étant placées dans le prolongement l'une de l'autre, comme illustré par la figure 4. Les paires de plaques 204 communiquent entres elle pour définir notamment, un ou des collecteurs 205 pour le fluide caloporteur et communiquant avec la pluralité de trajets 202. De plus, lesdites plaques 204 peuvent présenter des premiers bossages 207 permettant la mise en communication, deux à deux, des paires de plaques 204 de façons à définir le ou lesdits collecteurs 205.The heat transfer fluid can, in a first variant, be able to circulate directly within the composite material 203 as illustrated in FIG. 2. For this purpose, said composite material 203 at least partially fills the housing 200 and includes exchange 90 in which circulates the heat transfer fluid. Said heat transfer fluid can thus pass from the inlet il of heat transfer fluid of the housing 200 to the outlet 12 of heat transfer fluid of the housing 200. For this alternative circulation of the heat transfer fluid, an optimum ratio of exchange channels 90 relative to the means 10 heat generators 9 encompassed in the composite material 203 may be 5/2 so that the heat energy is absorbed by the MCP and / or transmitted to the heat transfer fluid with maximum efficiency. According to a second variant, illustrated by FIGS. 4 and 5, the heat transfer fluid may be able to circulate inside at least one heat exchange bundle 201 defining a plurality of paths 202, said paths 202 being encompassed within the composite material 203. A heat exchange bundle 201 may comprise a plurality of stacked plates 204. The said plates 204 are assembled in pairs to define the plurality of paths 202, a path 202 being provided between two plates 204 of the same pair. The pairs of plates 204 are remote from the neighboring pair or pairs to define therebetween a space containing composite material 203 comprising PCM. The plates 204 may be in particular 25 metal, more particularly aluminum and aluminum alloy and be made by stamping. A heat exchange bundle 201 may in particular consist of identical basic bricks A, B, C, each defined by a stack of said plates 204, said bricks A, B, C being placed in the extension of one of the other, as illustrated in Figure 4. The pairs of plates 204 communicate between it to define in particular, one or collectors 205 for the coolant and communicating with the plurality of paths 202. In addition, said plates 204 may have first bosses 207 enabling two pairs of pairs of plates 204 to be placed in communication in such a way as to define the collector or collectors 205.

Les plaques 204 peuvent également présenter des seconds bossages 208 afin de forcer une circulation en plusieurs passes du fluide caloporteur entre les collecteurs 205. On entend par là que les seconds bossages 208 définissent des canaux de circulation pour le fluide caloporteur dans lesquels il s'écoule en changeant de direction 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 5) et les cercles marqués d'un point (parcouru dans le sens inverse selon la direction perpendiculaire à la figure 5).The plates 204 may also have second bosses 208 to force a flow of heat transfer fluid in several passes between the collectors 205. By this is meant that the second bosses 208 define circulation channels for the coolant in which it flows. by changing direction from one channel to another, as illustrated by circles marked with a cross (traversed in a first direction, in a direction perpendicular to Figure 5) and circles marked with a point (traversed in the opposite direction in the direction perpendicular to Figure 5).

Les plaques 204 peuvent encore comporter des troisièmes bossages ou protubérances 210 permettant de perturber l'écoulement du fluide caloporteur et donc d'améliorer les échanger d'énergie calorifique. La présente invention concerne également un dispositif de chauffage 100, 25 notamment pour véhicule automobile et plus particulièrement pour véhicules électriques ou hybrides, comme montré par la figure 6. 2 9 9 1 76 2 10 Le dispositif de chauffage 100 comporte une batterie thermique 1 comme décrite ci-dessus, comportant une entrée 11 et une sortie 12 de fluide caloporteur, une pompe 120 comportant une entrée 121 et une sortie 122 de fluide caloporteur et un échangeur de chaleur 110 lui aussi comportant une 5 entrée 111 et une sortie 112 de fluide caloporteur. Ces différents éléments forment un circuit et sont reliés les un aux autres par des conduits, de sorte à permettre une circulation du fluide caloporteur entre eux. Ainsi, comme montré par la figure 6, la sortie 12 de fluide 10 caloporteur de la batterie thermique 1 est reliée à l'entrée in de fluide caloporteur de l'échangeur de chaleur 110, la sortie 112 de fluide caloporteur de ce dernier est reliée à l'entre 121 de fluide caloporteur de la pompe 120 et la sortie 122 de fluide caloporteur de cette dernière est reliée à l'entrée il de fluide caloporteur de la batterie thermique 1. 15 L'échangeur de chaleur 110 peut par exemple être un radiateur, placé au niveau de l'habitacle dans le but de réchauffer un flux d'air arrivant dans ce dernier. La pompe 120 permet l'entrainement du fluide caloporteur dans le dispositif de chauffage 100 et elle peut être regroupée avec la batterie thermique 20 1 dans un module de chauffage 150 entouré d'un carter de protection. Ce regroupement au sein d'un module de chauffage permet une installation et un entretien plus aisé du dispositif de chauffage 100 au sein du véhicule automobile ainsi qu'une meilleure protection de ces éléments.The plates 204 may also comprise third bosses or protuberances 210 for disrupting the flow of the heat transfer fluid and thus to improve the exchange of heat energy. The present invention also relates to a heating device 100, especially for a motor vehicle and more particularly for electric or hybrid vehicles, as shown in FIG. 6. The heating device 100 comprises a heat battery 1 as shown in FIG. described above, having an inlet 11 and a heat transfer fluid outlet 12, a pump 120 having an inlet 121 and a heat transfer fluid outlet 122 and a heat exchanger 110 also having an inlet 111 and a fluid outlet 112 coolant. These different elements form a circuit and are connected to each other by conduits, so as to allow circulation of the coolant between them. Thus, as shown in FIG. 6, the heat transfer fluid outlet 12 of the heat battery 1 is connected to the heat transfer fluid inlet 110 of the heat exchanger 110, the heat transfer fluid outlet 112 of the latter being connected at the heat pump medium 120 between the heat transfer fluid 120 and the heat transfer fluid outlet 122 of the latter is connected to the heat transfer fluid inlet 11 of the heat battery 1. The heat exchanger 110 may for example be a radiator, placed at the level of the cabin in order to heat a flow of air arriving in the latter. The pump 120 enables the heat transfer fluid to be driven into the heating device 100 and can be combined with the heat battery 20 1 in a heating module 150 surrounded by a protective casing. This grouping within a heating module allows easier installation and maintenance of the heater 100 within the motor vehicle and better protection of these elements.

L'utilisation d'une batterie thermique 1 comprenant des moyens générateurs de chaleur 9 intégrés, permet d'avoir un dispositif de chauffage 100 simple et peu encombrant, avec un nombre limité d'élément et donc peu couteux aussi bien énergétiquement que financièrement. 2 99 1 76 2 11 Le dispositif de chauffage 100 peut être dans un état dit de stockage où de l'énergie calorifique est accumulée au niveau de la batterie thermique 1, dans un état dit de chauffage, c'est-à-dire où de l'énergie calorifique est relâchée au niveau de l'échangeur de chaleur 110 afin de chauffer l'habitacle, et enfin dans 5 un état d'arrêt total. En état de stockage, le stockage d'énergie calorifique au niveau de la batterie thermique 1 et plus particulièrement au niveau du MCP intégré dans un matériau composite 203, peut être réalisée sans qu'il y ait nécessité de faire 10 circuler le fluide caloporteur à l'intérieur dudit dispositif de chauffage 100. Ainsi, en état de stockage, seuls les moyens générateurs de chaleurs 9 sont alimentés électriquement et transmettent de l'énergie calorifique au MCP, ce qui permet une consommation réduite d'électricité. 15 En état de chauffage, la pompe 120 est en marche et le fluide caloporteur circule dans le dispositif de chauffage 100 selon une circulation dite de chauffage, l'énergie calorifique stockée dans la batterie thermique 1 étant relâchée au niveau de l'échangeur de chaleur no avec, si besoin, un apport supplémentaire d'énergie calorifique, des moyens générateurs de chaleur 9. 20 Selon un mode de réalisation particulier, montré par les figures 7 et 8, le dispositif de chauffage 100 peut comporter en outre une vanne trois voies 130 comportant une entrée 131 de fluide caloporteur reliée à la sortie 12 de fluide caloporteur de la batterie thermique 1, une première sortie 132a de fluide 25 caloporteur reliée à l'entrée in de fluide caloporteur de l'échangeur de chaleur no, et une seconde sortie 132b de fluide caloporteur reliée à l'entrée 121 de fluide caloporteur de la pompe 120.The use of a thermal battery 1 comprising integrated heat generating means 9 makes it possible to have a heating device 100 which is simple and compact, with a limited number of elements and therefore inexpensive both energetically and financially. The heating device 100 may be in a so-called storage state where heat energy is accumulated at the level of the heat battery 1, in a so-called heating state, that is to say where heat energy is released at the level of the heat exchanger 110 to heat the cabin, and finally in a state of total stopping. In the storage state, the storage of heat energy at the level of the thermal battery 1 and more particularly at the level of the integrated MCP in a composite material 203 can be achieved without the need to circulate the coolant to the interior of said heating device 100. Thus, in the storage state, only the heat generating means 9 are electrically powered and transmit heat energy to the MCP, which allows a reduced power consumption. In the heating state, the pump 120 is in operation and the heat-transfer fluid circulates in the heating device 100 in a so-called heating circulation, the heat energy stored in the heat battery 1 being released at the level of the heat exchanger. with, if necessary, an additional supply of heat energy, heat-generating means 9. According to one particular embodiment, shown in FIGS. 7 and 8, the heating device 100 may further comprise a three-way valve. 130 having a heat transfer fluid inlet 131 connected to the heat transfer fluid outlet 12 of the heat battery 1, a first heat transfer fluid outlet 132a connected to the heat exchanger fluid inlet no of the heat exchanger, and a second 132b output of heat transfer fluid connected to the inlet 121 of heat transfer fluid pump 120.

Selon ce mode de réalisation, en état de stockage, le fluide peut être en mouvement dans le dispositif de chauffage 100 sans passer par l'échangeur de chaleur 110, comme montré par la figure 7. Lors de cette circulation du fluide caloporteur, dite de stockage, la première sortie 132a de fluide caloporteur de la 5 vanne trois voies 130 est fermée et la seconde sortie 132b de fluide caloporteur de la vanne trois voies 130 est ouverte. Le fluide caloporteur évite ainsi de passer au travers de l'échangeur de chaleur 110 et passe directement de la sortie 12 de fluide caloporteur de la batterie thermique 1 à l'entrée 121 de fluide caloporteur de la pompe 120. Lors de cette circulation de stockage, les 10 générateurs de chaleurs 9 fournissent aussi bien de l'énergie calorifique au MCP présent dans la batterie thermique 1, qu'au fluide caloporteur lui même. La figure 8 montre un dispositif de chauffage 100 en état de chauffage avec une circulation de fluide caloporteur dite de chauffage selon le mode de 15 réalisation décrit précédemment. Lors de cette circulation de chauffage du fluide caloporteur, la première sortie 132a de fluide caloporteur de la vanne trois voies 130 est ouverte et la seconde sortie 132b de fluide caloporteur de la vanne trois voies 130 est fermée, ainsi le fluide caloporteur peut passer au travers de l'échangeur de chaleur no et ainsi permettre le chauffage d'un habitacle par 20 exemple. On voit donc bien que la batterie thermique selon l'invention, ainsi que le dispositif de chauffage intégrant une telle batterie thermique sont particulièrement avantageux du fait de l'intégration directe des moyens 25 générateurs de chaleur directement au sein de ladite batterie thermique, permettant de fait une consommation réduite d'énergie électrique pour une efficacité de chauffage convenable.According to this embodiment, in the storage state, the fluid can be in motion in the heating device 100 without passing through the heat exchanger 110, as shown in FIG. 7. During this circulation of the heat transfer fluid, referred to as storage, the first heat transfer fluid outlet 132a of the three-way valve 130 is closed and the second heat transfer fluid outlet 132b of the three-way valve 130 is open. The heat transfer fluid thus avoids passing through the heat exchanger 110 and passes directly from the heat transfer fluid outlet 12 of the heat battery 1 to the heat transfer fluid inlet 121 of the pump 120. During this storage circulation the heat generators 9 supply heat energy to the MCP present in the thermal battery 1 as well as to the heat transfer fluid itself. FIG. 8 shows a heating device 100 in the heating state with a so-called heat transfer fluid circulation according to the embodiment described above. During this heating circulation of the heat transfer fluid, the first heat transfer fluid outlet 132a of the three-way valve 130 is open and the second heat transfer fluid outlet 132b of the three-way valve 130 is closed, so that the heat transfer fluid can pass through. of the heat exchanger no and thus allow the heating of a passenger compartment for example. It can therefore clearly be seen that the thermal battery according to the invention, as well as the heating device incorporating such a thermal battery, are particularly advantageous because of the direct integration of the heat generating means 25 directly within said thermal battery, making it possible to makes reduced power consumption for proper heating efficiency.

Claims

REVENDICATIONS1. Thermal battery (1), especially for a motor vehicle, comprising a housing (200) configured to be traversed by a heat transfer fluid passing from a fluid inlet (n) to a fluid outlet (12), said housing (200) comprising also within it a phase change material integrated in a composite material (203), characterized in that it comprises heat generating means (9).

2. Thermal battery (1) according to the preceding claim, characterized in that the housing (200) comprises a casing (220) and the heat generating means (9) are integrated in said casing (220).

3. Thermal battery according to the preceding claim, characterized in that the heat generating means (9) are heated screen-printed plates intended to be connected to a source of electric current.

4. Thermal battery (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the heat generating means (9) are included in the composite material (203).

5. Thermal battery according to the preceding claim, characterized in that the heat generating means (9) are electrical resistors 25 to be connected to a source of electric current.

6. Thermal battery (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one heat exchange beam (201) defining a plurality of paths (202) in which said heat transfer fluid is adapted to circulating, said paths (202) being encompassed within the composite material (203).

7. Thermal battery (1) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the composite material (203) at least partially filled the housing (200) and comprises exchange channels (90) in which the heat transfer fluid is able to circulate.

8. Heating device (loo), in particular for a motor vehicle, comprising a heat exchanger (no) comprising an inlet (111) and an outlet (112) for heat transfer fluid and a pump (120) also comprising an inlet (121) and an outlet (122) for coolant, characterized in that it further comprises a thermal battery according to any one of claims 1 to 7.

9. Heating device (loo) according to the preceding claim, characterized in that: - the outlet (12) of heat transfer fluid of the thermal battery (1) is connected to the inlet (111) of heat transfer fluid of the exchanger of heat (no), - the outlet (112) of heat transfer fluid from the heat exchanger (no) is connected to the inlet (121) of coolant of the pump (120), and - the outlet (122) heat transfer fluid of the pump (120) is connected to the inlet (11) of heat transfer fluid of the thermal battery (1).

10. Heating device (loo) according to any one of claims 8 or 9, characterized in that the thermal battery (1) and the pump (120) are grouped in a heating module (15o).

11. Heating device (100) according to any one of claims 8 to 10, characterized in that it is: - in a storage state where heat energy is accumulated at the level of the thermal battery (1 ), or - in a so-called heating state where heat energy is released at the heat exchanger (110), or - in a total off state.

12. Heating device (100) according to any one of claims 8 to 11, characterized in that it further comprises a three-way valve (130) placed between the outlet (12) of heat transfer fluid of the thermal battery ( 1) and the heat transfer fluid inlet (iii) of the heat exchanger (no), said three-way valve comprising: an inlet (131) for heat transfer fluid connected to the outlet (12) of heat transfer fluid of the battery thermal (1), - a first outlet (132a) of heat transfer fluid connected to the inlet (111) of heat transfer fluid of the heat exchanger (no), and - a second outlet (132b) of heat transfer fluid connected to the input (121) of heat transfer fluid from the pump (120).

13. Heating device (100) according to the preceding claim, characterized in that the three-way valve (130) allows, selectively: - a circulation of the coolant, said storage, where the first (132a) fluid outlet coolant of the three-way valve (130) is closed and the second outlet (132b) of heat transfer fluid of the three-way valve (130) is open, the heat transfer fluid thus avoiding passing through the heat exchanger (110). ) and passing directly from the heat transfer fluid outlet (12) of the thermal battery (1) to the heat transfer fluid inlet (121) of the pump (120), and a circulation of the heat transfer fluid, called heating fluid, where the first outlet (132a) of the heat transfer fluid of the three-way valve (130) is open and the second heat transfer fluid outlet (132b) of the three-way valve (130) is closed, the heat transfer fluid thus passing through the heat exchanger (110).