FR2998841A1 - Dispositif de renouvellement d'air d'un boitier de batterie - Google Patents

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Abstract

L'invention se rapporte à un dispositif de renouvellement de l'air dans un boitier (1) de support et de protection destiné à loger une batterie (2) électrique dans un véhicule, ledit boitier (1) comprenant un tuyau (11) d'évacuation d'électrolyte. La principale caractéristique d'un dispositif selon l'invention est qu'il comprend un conduit d'arrivée (9) d'air frais implanté dans ledit boitier (1), et en ce que la batterie (2) est positionnée dans ledit boitier (1) de manière à permettre à l'air qui a été injecté dans ledit boitier (1) au moyen dudit conduit (9) d'être rejeté à l'extérieur par le tuyau (11) d'évacuation d'électrolyte.

Description

DISPOSITIF DE RENOUVELLEMENT D'Al R D'UN BOI TI ER DE BATTERI E L'invention se rapporte à un dispositif de renouvellement d'air d'un 5 boitier de batterie d'un véhicule. Une batterie électrique, lorsqu'elle est implantée dans un véhicule, est logée dans un boitier étanche, destiné à la soutenir dans ledit véhicule et à la protéger de la chaleur dégagée par le moteur. Ce boitier est généralement placé dans le coffre moteur, qui est un espace sous le capot dédié au moteur, et est traversé par une circulation d'air 10 prévue pour réguler la température de la batterie. L'invention se rapporte à un dispositif de renouvellement d'air amélioré d'un boitier de batterie. Les dispositifs de circulation d'air dans un boitier conçus pour loger une batterie électrique sur un véhicule existent et ont déjà fait l'objet de brevets. On peut par exemple citer la demande de brevet US2004/0065491, qui décrit 15 un conteneur de batterie doté d'une circulation d'air pour refroidir la batterie. Ce conteneur comprend une entrée d'air permettant de ponctionner de l'air frais au niveau de la face avant du véhicule, et deux sorties placées à l'arrière dudit conteneur pour évacuer l'air une fois qu'il a circulé autour de la batterie enfermée dans ledit conteneur. Cette circulation d'air dans le conteneur, qui a 20 été spécifiquement mise au point pour refroidir directement la batterie, nécessite une entrée d'air et des sorties d'air de grandes dimensions, pour assurer un flux d'air important dans ledit conteneur et ainsi refroidir de façon suffisamment efficace ladite batterie. Un dispositif de renouvellement d'air d'un boitier de batterie selon 25 l'invention, a pour but, non pas de refroidir la batterie, mais de l'isoler thermiquement vis-à-vis de la chaleur dégagée par le moteur, au moyen d'une couche d'air isolante et sans cesse renouvelée. Il en résulte que l'air entourant la batterie dans le boitier n'a pas le temps de chauffer, et permet donc d'isoler avec efficacité la batterie de toutes sollicitations thermiques extérieures. 30 L'invention a pour objet un dispositif de renouvellement de l'air dans un boitier de support et de protection destiné à loger une batterie électrique dans un véhicule automobile, ledit boitier comprenant un tuyau d'évacuation d'électrolyte. La principale caractéristique d'un dispositif de renouvellement d'air selon l'invention, est qu'il comprend un conduit d'arrivée d'air frais implanté dans ledit boitier, la batterie étant positionnée dans ledit boitier de manière à permettre à l'air qui a été injecté dans ledit boitier au moyen dudit conduit d'être rejeté à l'extérieur par le tuyau d'évacuation d'électrolyte. De cette manière, le dispositif de renouvellement d'air selon l'invention, se fonde sur un tuyau d'évacuation d'électrolyte déjà présent dans le boitier pour rejeter vers l'extérieur dudit boitier, l'air qui a été préalablement injecté par le conduit d'arrivée. Un tel dispositif de renouvellement d'air évite ainsi d'avoir à fabriquer un conduit de sortie d'air spécifiquement conçu pour cette fonction d'évacuation d'air. L'air, qui est rejeté du boitier avec le tuyau d'évacuation d'électrolyte, se retrouve directement à l'extérieur du véhicule. Grâce au dispositif de renouvellement d'air selon l'invention, la batterie est en permanence entourée par une couche d'air frais, qui va l'isoler thermiquement du moteur, l'empêchant ainsi de chauffer. Le renouvellement d'air peut s'effectuer avec un débit d'air modéré, contrairement à une circulation d'air froid à fort débit destinée à refroidir la batterie. Pour cette raison, le tuyau d'évacuation d'électrolyte dont le diamètre est faible est parfaitement adapté à un renouvellement d'air dans le boitier, mais ne pourrait pas participer à un circuit de refroidissement de la batterie sans un aménagement particulier du boitier. La batterie doit être placée dans le boitier de manière à ne pas obturer, partiellement ou totalement, le tuyau d'évacuation d'électrolyte, sous peine de perturber le renouvellement de l'air dans ledit boitier. L'isolation thermique de la batterie est particulièrement recherchée lorsque le boitier n'enferme qu'une batterie. En effet, avec la présence additionnelle d'un calculateur dans le boitier, qui va avoir tendance à chauffer, une fonction de refroidissement de l'intérieur dudit boitier sera plus adaptée qu'une simple fonction d'isolation thermique. L'air frais peut par exemple provenir de l'extérieur du véhicule.
Avantageusement, le conduit d'arrivée d'air permet de ponctionner de l'air ambiant au niveau de la façade avant du véhicule. En effet, lorsque le véhicule est en phase de roulage, il va créer une zone de surpression d'air au niveau de sa façade avant, qui va faciliter le passage de l'air dans le conduit d'arrivée d'air pour alimenter l'intérieur du boitier. De façon préférentielle, le boitier comprend un bac inférieur doté d'un fond, une paroi latérale possédant quatre faces verticales, et un couvercle, le conduit d'arrivée d'air débouchant dans la face avant de ladite paroi, dans une zone correspondant au tiers supérieur de ladite face. Les termes « inférieur », « latéral » et « avant » doivent être interprétés comme si le dispositif de renouvellement d'air et le boitier étaient montés dans le véhicule. Pour assurer un renouvellement efficace de l'air dans le boitier, il est préférable que l'arrivée d'air s'effectue en partie haute du boitier, car le conduit d'évacuation d'électrolyte est implanté en partie basse dudit boitier.
De façon avantageuse, le tuyau d'évacuation d'électrolyte prend naissance au niveau du fond du bac de manière à évacuer l'électrolyte et l'air en partie basse du véhicule. Le dispositif de renouvellement d'air selon l'invention met en oeuvre un point d'arrivée d'air, plutôt placé en partie haute du boitier, et un point d'évacuation d'air, via le tuyau d'évacuation d'électrolyte, plutôt situé en partie basse du boitier. De façon préférentielle, le tuyau d'évacuation d'électrolyte s'étend depuis le fond du bac vers le bas du véhicule selon une direction sensiblement verticale de manière à évacuer l'électrolyte et l'air en partie basse du véhicule idéalement dans une zone en dépression d'air.
Avantageusement, la hauteur séparant le point d'entrée d'air du conduit d'arrivée d'air et le point de sortie du tuyau d'évacuation est supérieure ou égale à 30cm. Il est utile que cette hauteur soit importante, afin de faciliter en phase d'arrêt véhicule, la création d'un flux d'air frais de convection naturelle entre le tuyau d'électrolyte et le tuyau d'entrée d'air. Il est nécessaire que cette hauteur soit importante, afin que l'air prélevé à l'extérieur du véhicule puisse circuler de façon homogène et complète autour de la batterie dans le boitier avant d'être évacué. Préférentiellement, la batterie repose sur le fond du bac par l'intermédiaire d'au moins une protubérance, de manière à permettre à l'air 5 injecté dans le boitier de circuler entre ladite batterie et ledit fond. Cette légère surélévation de la batterie dans le boitier est recherchée pour permettre, d'une part, une circulation d'air homogène autour de la batterie, et d'autre part, de ne pas obturer le tuyau d'évacuation d'électrolyte. Cette protubérance peut, par exemple, être constituée par au moins une cale, ou 10 résulter d'un moulage spécifique du fond du bac en bourrelets ou en cannelures. De façon avantageuse, le diamètre du tuyau d'évacuation d'électrolyte est inférieur ou égal à 12 mm. Cette valeur seuil maximale souligne la faible valeur du diamètre du tuyau d'évacuation d'électrolyte. 15 De façon préférentielle, le diamètre du conduit d'arrivée d'air est inférieur ou égal à 1,5 fois le diamètre du tuyau d'évacuation d'électrolyte. Il n'est pas nécessaire que le diamètre du conduit d'arrivée d'air et le diamètre du tuyau d'évacuation soient trop élevés, dans le cadre d'une opération de renouvellement d'air dans le boitier. 20 Selon un mode de réalisation préféré d'un dispositif de renouvellement d'air selon l'invention, le diamètre du conduit d'arrivée d'air est de 17mm. Avantageusement, le conduit d'arrivée d'air est réalisé en polypropylène non EPDM, par extrusion. Le terme EPDM signifie Ethylène Propylène Diène Monomère, et correspond à un élastomère spécial. Le 25 conduit d'arrivé d'air peut être fabriqué en polypropylène non EPDM car il est de faible diamètre. Un tel matériau présente l'avantage d'être moins cher qu'un polypropylène EPDM. L'invention a pour deuxième objet un boitier de support et de protection d'une batterie dans un véhicule pour la réalisation d'un dispositif de renouvellement d'air selon l'invention. La principale caractéristique d'un boitier selon l'invention est qu'il comprend un tuyau d'évacuation d'électrolyte et un conduit d'arrivée d'air, le diamètre du conduit d'arrivée d'air étant inférieur ou égal à 1,5 fois le diamètre du tuyau d'évacuation d'électrolyte.
Un dispositif de renouvellement d'air selon l'invention, présente l'avantage d'être peu onéreux dans la mesure où il se fonde sur un tuyau déjà existant dans le boitier de la batterie et utilisé pour une autre fonction, évitant ainsi d'avoir à fabriquer un conduit de sortie d'air spécialement dédié audit renouvellement d'air. Il a de plus l'avantage de participer à l'allègement du véhicule, car il met en oeuvre un conduit d'arrivée d'air de faible diamètre par rapport à celui d'un conduit d'arrivée d'air utilisé dans le cadre d'un refroidissement de la batterie. On donne ci-après, une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un dispositif de renouvellement d'air selon l'invention, en se référant 15 aux figures 1 et 2. - La figure 1 est une vue en perspective et en éclaté d'un boitier de batterie selon l'invention, - La figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de renouvellement d'air selon l'invention.
20 Pour bien comprendre l'orientation dans l'espace des différentes pièces impliquées dans un dispositif de renouvellement d'air selon l'invention, il sera supposé que lesdites pièces sont montées dans un véhicule. En se référant aux figures 1 et 2, un boitier 1 de protection et de support d'une batterie 2 dans un véhicule, comprend un bac 3 inférieur, une 25 paroi latérale 4 et un couvercle 5. Le bac inférieur 3 possède un fond 6 plan sensiblement horizontal, surmonté à sa périphérie, par un rebord 7 évasé, ledit bac 3 étant assimilable à une cuvette. La paroi latérale 4 présente quatre faces principales 8 sensiblement verticales, et vient se fixer sur le rebord 7 évasé du bac 3, de sorte que les faces 8 de ladite paroi 4 prolongent idéalement ledit bord évasé 7 dans une direction sensiblement verticale. Le couvercle 5 est une pièce plane et de faible épaisseur, qui vient se poser sur ladite paroi latérale 4 pour clôturer de façon étanche ledit boitier 1. Une fois le boitier 1 monté, le couvercle 5 et le bac 3 s'étendent dans des plans sensiblement horizontaux, tandis que les quatre faces 8 de la paroi latérale 4 sont inscrites chacune dans un plan vertical. Ce boitier 1 est destiné à supporter et à protéger la batterie électrique 2 sur un véhicule. Un conduit 9 d'arrivée d'air, dont le diamètre est de 17mm, débouche, d'une part, sur la façade avant du véhicule, et d'autre part, sur la face 8 avant de la paroi latérale 4 du boitier 1. Ce conduit 9, qui est préférentiellement fabriqué par extrusion en polypropylène non EPDM, permet ainsi de faire transiter de l'air à température ambiante vers l'intérieur du boitier 1 depuis la façade avant du véhicule, afin de constituer une épaisseur d'air autour de la batterie 2 à l'intérieur dudit boitier 1. Cette couche d'air va servir à isoler thermiquement la batterie 2 vis-à-vis de la chaleur dégagée par le moteur 10 du véhicule, évitant une montée en température de ladite batterie 2. En phase de roulage, le véhicule crée une surpression d'air juste devant sa façade avant, ladite surpression facilitant le passage d'une fraction de cet air dans le conduit d'arrivée 9 pour alimenter l'espace interne du boitier 1 dans lequel est placé la batterie 2. Le point d'implantation du conduit d'arrivée 9 d'air sur la face avant 8 de la paroi latérale 4 du boitier, s'effectue en partie haute de ladite face avant 8, au niveau de son tiers supérieur. Globalement, le conduit d'arrivée 9 d'air s'étend selon un axe longitudinal du véhicule. Un tuyau 11 d'évacuation d'électrolyte est implanté dans le fond 6 du bac 3 et s'étend sous ledit bac 3 selon une direction sensiblement verticale. Ce tuyau 11, qui a un diamètre de 12 mm, débouche à l'extérieur du véhicule, sous ledit véhicule. La fonction première de ce tuyau 11 est d'évacuer l'électrolyte de la batterie 2 lorsque ladite batterie 2 est usée et/ou est endommagée. La batterie 2 est posée sur le fond 6 du bac 3 par l'intermédiaire d'au moins une protubérance 12 destinée à la surélever dans le boitier 1, de manière à permettre un passage d'air sous la batterie 2 et pour éviter que celle-ci n'obture au moins partiellement ledit tuyau 11. La protubérance 12 peut être, soit réalisée au moyen d'une ou plusieurs cales ajoutées, soit être obtenue par un moulage spécifique du fond 6 en bourrelets ou en cannelures. Le dispositif de renouvellement d'air selon l'invention, fonctionne en suivant les étapes suivantes. Le véhicule en phase de roulage crée une surpression d'air au niveau de sa façade avant, dont une fraction est prélevée par le conduit d'arrivée 9 d'air, pour être ensuite acheminée à l'intérieur du boitier 1. Cet air, qui est à température ambiante, circule alors autour de la batterie 2 placée dans le boitier 1, de façon à établir une épaisseur isolante destinée à isoler thermiquement ladite batterie 2 de la chaleur dégagée par le moteur 10, l'objectif recherché étant que la batterie ne monte pas en température. Puisque la batterie 2 est légèrement surélevée par rapport au fond 6 du bac 3, l'air qui a été acheminé dans le boitier 1 par le conduit d'arrivée 9, va pouvoir s'évacuer du boitier 1 par le tuyau 11 d'évacuation d'électrolyte implanté dans ledit fond 6 et débouchant sous le véhicule idéalement en zone de dépression d'air. En finalité, la batterie 2 est perpétuellement entourée d'une épaisseur d'air à température ambiante, puisque l'air est renouvelé et n'a donc pas le temps de chauffer, et présente ainsi un risque limité, voire nul, de chauffer sous l'effet du moteur placé à proximité.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de renouvellement de l'air dans un boitier (1) de support et de protection destiné à loger une batterie (2) électrique dans un véhicule automobile, ledit boitier (1) comprenant un tuyau (11) d'évacuation d'électrolyte, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un conduit d'arrivée (9) d'air frais implanté dans ledit boitier (1), et en ce que la batterie (2) est positionnée dans ledit boitier (1) de manière à permettre à l'air qui a été injecté dans ledit boitier (1) au moyen dudit conduit (9) d'être rejeté à l'extérieur par le tuyau (11) d'évacuation d'électrolyte.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit d'arrivée (9) d'air permet de ponctionner de l'air ambiant au niveau de la façade avant du véhicule.
  3. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le boitier (1) comprend un bac (3) inférieur doté d'un fond (6), une paroi latérale (4) possédant quatre faces (8) verticales, et un couvercle (5), et en ce que le conduit d'arrivée (9) d'air débouche dans la face avant (8) de la paroi (4), dans une zone correspondant au tiers supérieur de ladite face (8).
  4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tuyau (11) d'évacuation d'électrolyte prend naissance au niveau du fond (6) du bac (3) de manière à évacuer l'électrolyte et l'air en partie basse du véhicule.
  5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la hauteur séparant le point d'entrée d'air du conduit d'arrivée (9) d'air et le point de sortie du tuyau d'évacuation (11) est supérieure ou égale à 30cm.
  6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la batterie (2) repose sur le fond (6) du bac (3) par l'intermédiaire d'au moins une protubérance (12), de manière àpermettre à l'air injecté dans le boitier (1) de circuler entre ladite batterie (2) et ledit fond (6).
  7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le diamètre du tuyau d'évacuation (11) d'électrolyte est inférieur ou égal à 12 mm.
  8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le diamètre du conduit d'arrivée (9) d'air est inférieur ou égal à 1,5 fois le diamètre du tuyau d'évacuation (11) d'électrolyte.
  9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le conduit d'arrivée (9) d'air est réalisé en polypropylène non EPDM, par extrusion.
  10. 10. Boitier (1) de support et de protection d'une batterie (2) dans un véhicule pour la réalisation d'un dispositif de renouvellement d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un tuyau d'évacuation (11) d'électrolyte et un conduit d'arrivée (9) d'air, et en ce que le diamètre du conduit d'arrivée(9) d'air est inférieur ou égal à 1,5 fois le diamètre du tuyau d'évacuation (11) d'électrolyte.
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