FR2996172A3 - Systeme de regulation thermique pour une batterie de traction d'un vehicule electrique ou hybride - Google Patents

Systeme de regulation thermique pour une batterie de traction d'un vehicule electrique ou hybride Download PDF

Info

Publication number
FR2996172A3
FR2996172A3 FR1259209A FR1259209A FR2996172A3 FR 2996172 A3 FR2996172 A3 FR 2996172A3 FR 1259209 A FR1259209 A FR 1259209A FR 1259209 A FR1259209 A FR 1259209A FR 2996172 A3 FR2996172 A3 FR 2996172A3
Authority
FR
France
Prior art keywords
pack
battery pack
exchange zone
heat exchange
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
FR1259209A
Other languages
English (en)
Inventor
Fabrice Bidault
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Priority to FR1259209A priority Critical patent/FR2996172A3/fr
Publication of FR2996172A3 publication Critical patent/FR2996172A3/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/005—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric storage means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0438—Arrangement under the floor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0455—Removal or replacement of the energy storages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0455—Removal or replacement of the energy storages
    • B60K2001/0472—Removal or replacement of the energy storages from below
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/663—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de régulation thermique d'un pack de batterie de traction d'un véhicule électrique ou hybride. Le dispositif comporte un premier élément d'échange thermique disposé solidairement au véhicule, ledit élément comportant sur son enveloppe extérieure une première zone d'échange thermique et renfermant en son corps un circuit de circulation d'un fluide caloporteur. Le dispositif comporte un deuxième élément d'échange thermique disposé solidairement au pack, ledit élément comportant sur son enveloppe extérieure une deuxième zone d'échange thermique disposée au contact de la première zone d'échange thermique. Le pack est agencé de telle sorte qu'un mouvement de translation dudit pack selon un axe entraîne la perte de contact entre la première et la deuxième zone d'échange. Application : véhicules électriques à batterie échangeable

Description

Système de régulation thermique pour une batterie de traction d'un véhicule électrique ou hybride La présente invention concerne un système de régulation thermique pour une batterie de traction d'un véhicule électrique ou hybride. Elle s'applique plus particulièrement aux batteries de traction amovibles par le dessous des véhicules électriques, l'opération associée de changement rapide d'une batterie par le dessous d'un véhicule étant parfois désignée par la terminologie anglo-saxonne « quick-drop ».
Dans le contexte actuel de consensus autour du réchauffement climatique, la diminution des émissions de dioxyde de carbone (CO2) est un défi majeur auquel sont confrontés les constructeurs automobiles, les 15 normes étant toujours plus exigeantes en la matière. Outre l'amélioration constante des rendements des moteurs thermiques classiques, qui s'accompagne d'une baisse des émissions de CO2, les véhicules électriques (« EV » d'après la terminologie anglo-saxonne « Electric Vehicle ») et les véhicules hybrides thermique-électrique (« HEV » 20 d'après la terminologie anglo-saxonne « Hybrid Electric Vehicle ») sont aujourd'hui considérés comme la solution la plus prometteuse pour diminuer les émissions de CO2. Différentes technologies de stockage de l'énergie électrique ont été testées dans les dernières années afin de maximiser l'autonomie des EV, 25 qui nécessitent d'être branchés régulièrement via un chargeur afin de recharger leur batterie de traction. Il apparaît aujourd'hui que les batteries à cellules lithium-ion (Li-ion) sont celles qui permettent d'obtenir le meilleur compromis entre la densité de puissance, qui favorise les performances en termes d'accélération notamment, et la densité d'énergie, qui favorise 30 l'autonomie. Cependant, l'utilisation de cette technologie Li-ion pour constituer des batteries de traction pour EV n'est pas sans poser de nombreuses difficultés, notamment si l'on considère les niveaux de tension nécessaires, de l'ordre de 400 volts (V), ainsi que les niveaux de température générés. D'une part, la migration des ions lithium entre les électrodes d'une 35 cellule Li-ion, que ce soit à la décharge lorsque le véhicule roule comme à la charge lorsqu'il est branché à un réseau de distribution électrique, est une réaction exothermique : les cellules voient donc naturellement leur température augmenter. Mais il faut tout de même contrôler cette montée en température des cellules, car leurs performances, notamment en termes de puissance et d'autonomie, ainsi que leur durée de vie, dépendent des conditions d'utilisation, notamment de la température de fonctionnement. Les cellules doivent donc être maintenues dans une plage de température de fonctionnement sensiblement optimale. Si la température est trop basse, les cellules ne peuvent pas délivrer toute leur énergie et donc l'autonomie du véhicule est réduite. Au contraire, si la température est trop élevée, c'est la durée de vie des cellules qui sera réduite. De plus, la régulation thermique des cellules a aussi une fonction sécuritaire : en l'absence de régulation thermique, au-delà d'un certain seuil de température, une réaction d'emballement électrochimique et thermique pourrait se déclencher au sein des cellules, cet emballement pouvant conduire, dans des cas extrêmes, à l'inflammation des cellules et à de possibles émanations de gaz nocifs vers l'extérieur des cellules. C'est une des raisons pour lesquelles les cellules interconnectées sont enfermées dans une enceinte quasiment hermétique quoique munie d'une soupape, cette enceinte étant communément appelée « bac » ou « bac batterie », afin de confiner ou au moins de ralentir la propagation des possibles émanations de gaz. En effet, ceux-ci ne peuvent s'échapper que par la soupape dès lors qu'une certaine pression a été atteinte à l'intérieur du bac. La présente invention se propose de surmonter au moins partiellement les difficultés précitées. Il est par ailleurs connu de l'état de la technique, lorsque la batterie d'un véhicule électrique est déchargée, d'échanger cette batterie contre une batterie à pleine charge au lieu de la recharger, ceci afin de s'affranchir des délais de rechargement qui peuvent atteindre plusieurs heures. Bien-sûr, cela suppose l'existence d'un réseau ad-hoc de stations d'échange rapide de batteries, comme c'est déjà le cas dans plusieurs pays.
Ainsi la demanderesse a d'ores et déjà commercialisé un véhicule électrique dont la batterie, disposée dans l'habitacle du véhicule entre les sièges arrière et le coffre, est amovible par le dessous dudit véhicule. La batterie peut ainsi être échangée en quelques minutes dans des stations dédiées, ces stations étant désignées par la terminologie commerciale anglo-saxonne de « quick- drop stations ». Le véhicule en question est équipé d'un système de refroidissement du type de celui décrit dans le brevet FR°2 953°166°B1. Ce système permet de faire circuler de l'air frais entre les cellules au coeur de la batterie. A cet effet, le bac comporte une entrée d'air préalablement refroidi grâce à des éléments à effet Peltier disposés sur le véhicule, ainsi qu'une sortie pour l'air réchauffé. Outre d'être très énergivore, un inconvénient de cette solution est que l'entrée et la sortie d'air constituent des ouvertures pouvant permettre aux gaz de se répandre rapidement à l'extérieur de la batterie, dès le début du phénomène d'emballement.
L'invention a notamment pour but de surmonter au moins partiellement les difficultés et inconvénients précités. A cet effet, la présente invention a pour objet un système de régulation thermique indirect pour batteries amovibles par le dessous d'un véhicule électrique. Pour cela, l'invention propose de disposer des organes de refroidissement à l'extérieur du bac batterie, la régulation se faisant uniquement par conduction thermique. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de régulation thermique d'un pack de batterie de traction d'un véhicule électrique ou hybride, comportant un premier élément d'échange thermique disposé solidairement au véhicule, ledit élément comportant sur son enveloppe extérieure une première zone d'échange thermique et renfermant en son corps un circuit de circulation d'un fluide caloporteur. Il comporte un deuxième élément d'échange thermique disposé solidairement au pack, ledit élément comportant sur son enveloppe extérieure une deuxième zone d'échange thermique disposée au contact de la première zone d'échange thermique. Le pack est agencé de telle sorte qu'un mouvement de translation dudit pack selon un axe entraîne la perte de contact entre la première et la deuxième zone d'échange.
Dans un mode de réalisation avantageux, le pack peut être suspendu sous le véhicule par un mécanisme dans une configuration verrouillée, le passage dudit mécanisme dans une configuration déverrouillée pouvant entraîner simultanément la chute du pack et la perte de contact entre la première et la seconde zone d'échange.
Préférentiellement, le deuxième élément d'échange peut être un carter du pack. Avantageusement, la première et la deuxième zone d'échange peuvent comporter des éléments de guidage, les éléments de guidage de la 5 première zone pouvant avoir des formes complémentaires aux formes des éléments de guidage de la deuxième zone d'échange. Avantageusement, les éléments de guidage de la deuxième zone d'échange peuvent inclure des ailettes coniques et les éléments de guidage de la première zone d'échange peuvent inclure des ouvertures de forme 10 complémentaire aux ailettes coniques. Avantageusement, les éléments de guidage de la première zone d'échange ou les éléments de guidage de la deuxième zone d'échange peuvent être recouverts par des éléments souples d'interface thermique. Les éléments souples d'interface thermique peuvent être constitués au moins 15 partiellement d'une mousse thermique. Avantageusement, le fluide caloporteur peut être le liquide de refroidissement du moteur du véhicule. Par exemple, le pack peut renfermer des cellules li-ion. 20 L'invention a également pour objet un véhicule électrique ou hybride dont le pack de batterie est amovible par le dessous dudit véhicule, comportant un dispositif selon l'un des modes de réalisation cités précédemment. 25 Outre le fait qu'elle limite considérablement les risques de propagation incontrôlée de gaz nocifs, la présente invention a encore pour principal avantage qu'elle peut partager de nombreux organes de refroidissement avec le système de refroidissement du véhicule sans risque 30 sécuritaire, notamment le circuit de fluide caloporteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui 35 représentent : 2 996 172 - les figures 1A, 1B et 1C, par des vues en coupes transversales, un exemple de réalisation de l'invention; - les figure 2A et 2B, par une vue en coupe transversale et une vue de dessus respectivement, le même exemple de réalisation de 5 l'invention ; - les figures 3A et 3B, par des vues en coupe transversale, le même exemple de réalisation de l'invention dans une baie d'accueil d'une batterie sous un véhicule électrique.
Les figures 1A, 1B et 1C illustrent, par des vues en coupes transversales, un exemple de pack batterie 1 selon l'invention pour un véhicule électrique. La figure 1A illustre le pack 1 démonté, les figures 1B et 1C illustrent ce même pack 1 à différents stades de son assemblage. Le pack 1 comporte un carter supérieur 11, ainsi qu'un carter inférieur 13. Les carters 11 et 13 collaborent mécaniquement au niveau de leurs bords pour former le bac apte à accueillir un « stack » 12 de cellules Li-ion selon la terminologie anglo-saxonne. Pour maximiser les échanges thermiques, le carter supérieur 11 peut être constitué au moins partiellement d'un matériau thermiquement conducteur, de l'aluminium par exemple, et sa forme peut avantageusement être celle d'un peigne à ailettes 111, de manière à apporter un refroidissement passif du pack 1. Préférentiellement, la partie supérieure de chaque ailette 111 peut être de forme sensiblement conique, pour faciliter l'accostage du pack 1 dans une baie d'accueil 30 accessible par le dessous de la caisse 31 du véhicule, comme détaillé par la suite à la lumière des figures 3A et 3B, notamment lors d'un échange de batterie en station « quick-drop ».
Même si le stack 12 de cellules pourrait être en contact direct avec le carter supérieur 11, de sorte que les calories seraient extraites ou apportées par conduction, un élément souple d'interface 14 peut aussi être inséré entre le carter supérieur 11 et le stack 12 pour améliorer encore l'interface thermique entre ces deux éléments. Cet élément souple d'interface 14 peut être constitué au moins partiellement d'un matériau de type mousse 2 996 172 6 offrant simultanément une bonne conduction thermique et une bonne isolation électrique, il peut par exemple s'agir d'un « thermal pad » selon la terminologie anglo-saxonne. Cet élément souple d'interface 14 peut être maintenu par compression lors de la fermeture du carter supérieur 11 sur le 5 carter inférieur 13, comme illustré par la figure 1B. Comme illustré par la figure 1C, pour maximiser les échanges thermiques, des éléments souples d'interface 15 et 16 faits du même matériau que l'élément souple 14 peuvent également être insérés, d'une part entre des cellules formant le stack 12 et d'autre part entre les ailettes 111 et une plaque thermique 20 illustrée sur les 10 figures 2A, 2B, 3A et 3B. La plaque thermique 20 a une fonction de régulation active : elle renferme un circuit de régulation thermique 21 avec une entrée 211 et une 15 sortie 212, ce circuit 21 permettant la circulation d'un fluide caloporteur, de l'eau ou de l'air par exemple. La plaque 20 est intégrée solidairement à la caisse 31 au fond de la baie d'accueil 30, elle est indépendante du pack 1. Préférentiellement, le fluide caloporteur peut être le liquide de refroidissement du moteur du véhicule, c'est-à-dire un mélange de type eau 20 additionnée de glycol. Outre le rôle d'interface thermique des ailettes 111, qui maximisent les surfaces d'échange, les ailettes 111 ont aussi un rôle de guide, de manière à faciliter l'accostage du pack 1 dans la baie 30, comme déjà mentionné précédemment, notamment lors d'un échange de batterie en station « quick-drop ». En effet, la plaque 20 peut comporter des ouvertures 25 transversales 22 dont la forme est sensiblement complémentaire à la forme conique des ailettes 111. Dans la présente demande, il faut comprendre par « formes complémentaires » le fait que les ailettes 111 s'encastrent dans les ouvertures 22 en ne laissant quasiment aucun jeu aux dispersions géométriques près. Ainsi, la forme conique des ailettes, complémentaire de 30 la forme des ouvertures 22, joue d'abord le rôle de guide, puis permet d'absorber une partie des dispersions géométriques entre les ailettes 111 et les ouvertures 22, les éléments souples d'interface 16 permettant d'absorber le reliquat de dispersion. Grâce à l'invention, les opérations d'échange rapide de la batterie sont autorisées tout en optimisant le refroidissement de ladite 35 batterie par un système indépendant.
Ainsi, lorsque commence une opération d'échange de batterie dans une station « quick-drop », comme illustré par la figure 3A, le pack 1 est disposé au fond de la baie 30 avec les ailettes 111 encastrées dans les ouvertures 22. Des verrous 32 sont en configuration verrouillée pour maintenir le pack 1 dans cette position de suspension sous le véhicule. Puis, comme illustré par la figure 3B, lorsque les verrous 32 sont actionnés de manière à passer en configuration déverrouillée, le pack 1 est entraîné par son propre poids dans un mouvement de chute en translation selon l'axe vertical Z. Cette chute est contrôlée par un charriot de levage non représenté sur les figures. Les ailettes 111 coniques sortent sans difficulté des ouvertures 22 de forme complémentaire. Il faut imaginer que, dans un deuxième temps, un pack identique au pack 1 est amené par le charriot de levage afin d'effectuer l'opération inverse. Cet autre pack est alors entraîné par le charriot dans un mouvement de montée en translation dans la baie 30, les ailettes 111 coniques s'encastrant sans difficulté dans les ouvertures 22 de forme complémentaire.
L'invention décrite précédemment a encore pour principal avantage qu'elle permet d'utiliser un fluide caloporteur liquide, comme le liquide de refroidissement du moteur par exemple, beaucoup plus efficace thermiquement qu'un fluide de refroidissement gazeux comme l'air, ceci sans aucun risque de générer des courts-circuits entre les cellules du pack batterie même en cas d'accident. De plus, on peut réparer ou procéder à une opération d'entretien d'un système de régulation selon l'invention sans intervenir sur la batterie.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de régulation thermique d'un pack (1) de batterie de traction d'un véhicule électrique ou hybride, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte : - un premier élément (20) d'échange thermique disposé solidairement au véhicule, ledit élément comportant sur son enveloppe extérieure une première zone d'échange thermique et renfermant en son corps un circuit de circulation d'un fluide caloporteur ; - un deuxième élément (11) d'échange thermique disposé solidairement au pack, ledit élément comportant sur son enveloppe extérieure une deuxième zone d'échange thermique disposée au contact de la première zone d'échange thermique, le pack étant agencé de telle sorte qu'un mouvement de translation dudit pack selon un axe entraîne la perte de contact entre la première et la deuxième zone d'échange.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pack (1) est suspendu sous le véhicule par un mécanisme (32) dans une configuration verrouillée, le passage dudit mécanisme dans une configuration déverrouillée entrainant simultanément la chute du pack et la perte de contact entre la première et la seconde zone d'échange.
  3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le deuxième élément d'échange est un carter (11) du pack (1).
  4. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première et la deuxième zone d'échange comportent des éléments de guidage, les éléments de guidage de la première zone ayant des formes complémentaires aux formes des éléments de guidage de la deuxième zone d'échange.
  5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les éléments de guidage de la deuxième zone d'échange incluent des ailettes (111) coniques et les éléments de guidage de la première zone d'échangeincluent des ouvertures (22) de forme complémentaire aux ailettes coniques.
  6. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les éléments de guidage de la première zone d'échange ou les éléments de guidage de la deuxième zone d'échange sont recouverts par des éléments souples (16) d'interface thermique.
  7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments souples (16) d'interface thermique sont constitués au moins partiellement d'une mousse thermique.
  8. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide caloporteur est le liquide de refroidissement du moteur du véhicule.
  9. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pack (1) renferme des cellules (12) li-ion.
  10. 10. Véhicule électrique ou hybride dont le pack (1) de batterie est amovible par le dessous dudit véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.
FR1259209A 2012-09-28 2012-09-28 Systeme de regulation thermique pour une batterie de traction d'un vehicule electrique ou hybride Withdrawn FR2996172A3 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1259209A FR2996172A3 (fr) 2012-09-28 2012-09-28 Systeme de regulation thermique pour une batterie de traction d'un vehicule electrique ou hybride

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1259209A FR2996172A3 (fr) 2012-09-28 2012-09-28 Systeme de regulation thermique pour une batterie de traction d'un vehicule electrique ou hybride

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2996172A3 true FR2996172A3 (fr) 2014-04-04

Family

ID=47257974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1259209A Withdrawn FR2996172A3 (fr) 2012-09-28 2012-09-28 Systeme de regulation thermique pour une batterie de traction d'un vehicule electrique ou hybride

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2996172A3 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2942997A1 (fr) * 2009-03-16 2010-09-17 Peugeot Citroen Automobiles Sa Vehicule electrique ou partiellement electrique equipe d'un mecanisme coulissant permettant de faciliter le remplacement de son dispositif de stockage d'energie electrique
FR2962074A1 (fr) * 2010-07-02 2012-01-06 Renault Sa Refroidissement d'un bac de batterie d'alimentation d'un moteur d'entrainement d'un vehicule automobile.
FR2962077A1 (fr) * 2010-07-02 2012-01-06 Renault Sa Refroidissement d'une batterie d'alimentation d'un moteur d'entrainement d'un vehicule automobile.
FR2972143A1 (fr) * 2011-03-01 2012-09-07 Renault Sa Systeme de liaison d'une batterie d'alimentation d'un vehicule automobile

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2942997A1 (fr) * 2009-03-16 2010-09-17 Peugeot Citroen Automobiles Sa Vehicule electrique ou partiellement electrique equipe d'un mecanisme coulissant permettant de faciliter le remplacement de son dispositif de stockage d'energie electrique
FR2962074A1 (fr) * 2010-07-02 2012-01-06 Renault Sa Refroidissement d'un bac de batterie d'alimentation d'un moteur d'entrainement d'un vehicule automobile.
FR2962077A1 (fr) * 2010-07-02 2012-01-06 Renault Sa Refroidissement d'une batterie d'alimentation d'un moteur d'entrainement d'un vehicule automobile.
FR2972143A1 (fr) * 2011-03-01 2012-09-07 Renault Sa Systeme de liaison d'une batterie d'alimentation d'un vehicule automobile

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11978845B2 (en) Vent shield for a battery module
EP3017498B1 (fr) Dispositif de gestion thermique de la batterie d'un vehicule electrique
EP2394325B1 (fr) Procédé de gestion thermique d'une batterie électrique
EP2394326B1 (fr) Procédé de gestion thermique d'une batterie électrique
EP2794357B1 (fr) Vehicule hybride hydraulique a stockeur d'energie electrique implante de maniere optimisee
CA2679559A1 (fr) Batterie electrique comprenant des modules de conditionnement thermique enrobes par une matrice structurelle
FR2999809A1 (fr) Pack batterie a refroidissement passif optimise pour vehicules electriques ou hybrides
FR2999812A3 (fr) Batterie, dispositif de charge rapide et station de charge rapide pour vehicules electriques ou hybrides a refroidissement optimise
FR2996172A3 (fr) Systeme de regulation thermique pour une batterie de traction d'un vehicule electrique ou hybride
WO2014207341A1 (fr) Conduit de refroidissement
FR3041484A3 (fr) Dispositif de conditionnement thermique d'une batterie d'un vehicule electrique ou hybride durant une recharge rapide
FR2988824A3 (fr) Caloduc offrant un mode de refroidissement estival et un mode de refroidissement hivernal
EP2625740A2 (fr) Compartiment a batteries pour un vehicule
JP2012195187A (ja) 電源装置
KR20190099597A (ko) 열흡수형 첨가제를 사용한 이차전지
WO2018154249A1 (fr) Système de conditionnement thermique d'un véhicule automobile mettant en oeuvre un dispositif de gestion thermique d'un pack-batterie
EP3599660B1 (fr) Systeme de climatisation pour une batterie
FR3101820A1 (fr) Procédé de gestion de l’énergie électrique au sein d’un véhicule électrique, et véhicule électrique configuré pour mettre en œuvre un tel procédé.
WO2021058883A1 (fr) Bloc de batterie
FR2997232A1 (fr) Procede et dispositif pour la recharge a froid de la batterie de traction d'un vehicule automobile, notamment a basses temperatures
EP3916214A1 (fr) Circuit d'admission d'air refroidissant une batterie
FR3117662A1 (fr) Elément de refroidissement pour câble de charge électrique d’un dispositif de stockage d’énergie électrique et procédé de mise en place correspondant.
FR3125635A1 (fr) Dispositif de stockage electrique a cellules partiellement immergees
WO2022238631A1 (fr) Bloc batterie comportant des moyens de refroidissement
FR3098647A1 (fr) Bloc de batterie

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20150529