FR3015655A1

FR3015655A1 - DIPHASIC FLUID FILLING METHOD OF A THERMAL CONTROL DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE BATTERY MODULE

Info

Publication number: FR3015655A1
Application number: FR1363202A
Authority: FR
Inventors: Gilles Elliot; Vincent Feuillard
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2015-06-26
Anticipated expiration: 2033-12-20
Also published as: FR3015655B1

Abstract

Procédé de remplissage en fluide diphasique d'un dispositif de contrôle thermique pour module de batterie de véhicule automobile, ledit dispositif de contrôle thermique un faisceau de caloducs (5) comportant une cavité interne destinée à recevoir ledit fluide et étant, avant remplissage, en communication avec l'extérieur au moyen d'au moins un orifice de remplissage (31) obturable, ledit procédé comprenant : - une étape de remplissage de ladite cavité interne par ledit fluide en phase liquide jusqu'à une quantité supérieure à une valeur prédéfinie, - une étape d'obturation dudit orifice de remplissage afin de rendre étanche ladite cavité ainsi remplie, caractérisé en ce qu'il comprend en outre préalablement à l'étape d'obturation : - une étape de chauffage du caloduc portant ledit fluide à ébullition, - une réduction par évaporation de la masse de fluide jusqu'à l'obtention de la valeur prédéfinie.Method for filling a thermal control device with a two-phase fluid for a motor vehicle battery module, said thermal control device a heat pipe bundle (5) comprising an internal cavity intended to receive said fluid and being, before filling, in communication with the outside by means of at least one closable filling orifice (31), said method comprising: a step of filling said internal cavity with said fluid in the liquid phase to a quantity greater than a predefined value; a step of closing said filling orifice in order to seal said cavity thus filled, characterized in that it further comprises, prior to the shut-off step: a step of heating the heat pipe carrying said fluid to boiling, an evaporation reduction of the fluid mass until the predefined value is obtained.

Description

Procédé de remplissage en fluide diphasique d'un dispositif de contrôle thermique pour module de batterie de véhicule automobile L'invention concerne un procédé de remplissage en fluide diphasique d'un dispositif de contrôle thermique pour module de batterie de véhicule automobile, dans le 5 but de refroidir ou de réchauffer la ou les batteries d'un véhicule automobile notamment électrique, du type hybride ou tout électrique. Pour assurer un fonctionnement et une durée d'utilisation optimaux des batteries de véhicule à moteur électrique, notamment des batteries du type Lithium-Ion, la température des batteries doit être maintenue dans une gamme de l'ordre de 0°C à 40°C et plus 10 spécifiquement autour de 25°C. Ce maintien de la température doit être assuré lorsque le véhicule roule, ainsi qu'à son arrêt, et plus particulièrement au cours de la charge des batteries. Une charge très rapide de la batterie peut occasionner une génération de chaleur très importante dans la batterie. Il est alors nécessaire de refroidir la batterie afin de préserver sa durée de vie. De 15 même, selon les conditions climatiques, notamment en hiver ou dans les pays froids, il peut être nécessaire de réchauffer la batterie pour rester dans la gamme de température de fonctionnement optimal. Du fait du coût particulièrement élevé des batteries par rapport au coût total du véhicule, il est indispensable d'assurer des moyens de contrôle de la température des 20 batteries qui soient efficaces. On cherche aujourd'hui de plus, à obtenir des moyens de contrôle de la température des batteries présentant un encombrement et un poids relativement faibles, qui soient simples avec un bon rapport performance/prix. A cette fin des dispositifs ont été proposés, qui sont illustrés et qui seront décrits plus en détail en référence à la figure 1. Ils comportent généralement un échangeur 25 thermique et un faisceau de caloducs agencés sensiblement parallèlement. Les caloducs présentent des premières extrémités dont une surface est destinée à être en contact thermique avec une batterie du véhicule automobile et des deuxièmes extrémités dont une surface est en contact thermique avec l'échangeur thermique. Ils comportent respectivement un bouchon de remplissage, un bouchon d'obturation et un tronc central 30 délimitant une pluralité de canaux en dérivation, dans lequel est enfermé un fluide à changement de phase. L'échangeur thermique, quant à lui, comporte une entrée de fluide, une sortie de fluide et au moins deux tubes définissant deux circuits de guidage en dérivation entre l'entrée de fluide et la sortie de fluide. L'axe du tube est orienté sensiblement perpendiculairement à la direction longitudinale des caloducs et les deuxièmes extrémités des caloducs présentent ainsi, chacune, une surface en contact thermique avec un des tubes. Les caloducs sont étanches et remplis d'un fluide qui est stocké sous une forme diphasique (liquide + vapeur). La répartition entre les deux phases se modifie en fonction de la quantité de chaleur qu'il absorbe ou qu'il délivre et une bonne efficacité du dispositif de contrôle thermique ne peut être obtenue que, d'une part s'il ne reste pas de fluide incondensable, tel que de l'air, dans les canaux des caloducs et, d'autre part si la répartition entre les deux phases correspond à une valeur précise, définie pour chaque valeur donnée de la température de remplissage des caloducs. Le remplissage demande un temps particulièrement long du fait des caractéristiques précises à respecter sur la quantité de produit à introduire dans les caloducs et sur le taux de 15 répartition entre les phases, avant la fermeture du caloduc et de l'accès à ses canaux internes. Le but de la présente invention est de proposer un procédé industrialisable pour le remplissage des volumes internes des caloducs, qui soit relativement rapide, tout en garantissant à la fois une absence de fluide non désiré et un dosage précis de la quantité de 20 fluide introduite. À cet effet, l'invention a pour objet un procédé de remplissage en fluide diphasique d'un dispositif de contrôle thermique pour module de batterie de véhicule automobile, ledit dispositif de contrôle thermique comportant un faisceau de caloducs formant une cavité interne destinée à recevoir ledit fluide, lesdits caloducs étant, avant remplissage, en 25 communication avec l'extérieur au moyen d'au moins un orifice de remplissage obturable, susceptible de servir de point d'entrée au fluide dans le volume de ladite cavité interne, ledit procédé comprenant : une étape de remplissage de ladite cavité interne par ledit fluide en phase liquide jusqu'à une quantité en masse, ou en volume de liquide, supérieure à une valeur 30 prédéfinie, une étape d'obturation dudit orifice de remplissage afin de rendre étanche ladite cavité ainsi remplie, caractérisé en ce qu'il comprend en outre préalablement à l'étape d'obturation : une étape de chauffage du caloduc portant ledit fluide à ébullition, une réduction par évaporation de la masse de fluide jusqu'à l'obtention de la valeur prédéfinie. Par cette étape de chauffage et de vaporisation du fluide on peut éliminer tous les gaz incondensables et obtenir un fluide diphasique bien adapté à sa fonction de stockage ou de déstockage de chaleur. Ledit dispositif de contrôle pourra comprendre en outre un échangeur thermique et lesdits caloducs pourront présenter chacun au moins une surface destinée à être en contact thermique, d'une part avec une batterie du véhicule automobile et, d'autre part, avec l'échangeur thermique. Les caloducs comportent, notamment, une série de canaux internes, en communication fluidique entre eux. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le remplissage de la cavité 15 interne des caloducs s'effectue par gravité, l'orifice de remplissage étant le seul moyen de communication de ladite cavité interne avec l'extérieur. Ce mode est adapté à des caloducs dont les orifices d'obturation sont déjà fermés. Dans un second mode de réalisation, les cavités internes étant en communication avec l'extérieur par au moins un orifice de remplissage et au moins un orifice d'obturation, 20 l'étape de remplissage se poursuit jusqu'au remplissage complet de ladite cavité interne et elle est suivie d'une étape d'obturation du au moins un orifice d'obturation, préalablement à l'étape de chauffage. Préférentiellement, dans ce second mode, le remplissage s'effectue à l'encontre de la gravité, jusqu'à apparition du fluide sous forme liquide au niveau du ou des orifices 25 d'obturation. Avantageusement le remplissage des caloducs s'effectue individuellement, chacun des caloducs étant relié à un dispositif de remplissage. De façon alternative, le remplissage des caloducs d'un même dispositif de contrôle thermique s'effectue simultanément, les orifices de remplissage étant tous reliés à une 30 même canalisation de remplissage. De façon préférentielle dans le second mode de réalisation, les orifices d'obturation étant tous reliés à une même canalisation d'obturation, l'étape d'obturation du ou des orifices d'obturation s'effectue après apparition du fluide sous forme liquide au niveau de ladite canalisation. Avantageusement, l'obturation du au moins un orifice de remplissage et/ou 5 d'obturation s'effectue par sertissage ou par électro-soudure. De façon plus avantageuse, une opération de soudage ou de brasage est effectuée postérieurement audit sertissage, de façon rendre ladite obturation étanche. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des 10 dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 représente une vue de face d'un dispositif de contrôle thermique pour module de batterie de véhicule automobile, la figure 2 représente une vue schématique en perspective et de côté d'un caloduc du dispositif de la figure 1, 15 la figure 3 représente une vue schématique et en perspective d'un exemple de module de batterie comportant deux batteries et le dispositif de contrôle thermique de la figure 1, la figure 4 représente une vue schématique, en coupe, d'un dispositif de contrôle thermique au cours du remplissage de ses caloducs, par un procédé selon un 20 premier mode de réalisation de l'invention, la figure 5 représente une vue schématique, en coupe, d'un dispositif de contrôle thermique au cours du remplissage de ses caloducs, par un procédé selon un second mode de réalisation de l'invention, et les figures 6A et 6B représentent, respectivement, l'état des canaux de remplissage 25 des caloducs, avant et après la fermeture de ces caloducs. La figure 1 représente un dispositif de contrôle thermique 1 pour module de batterie de véhicule automobile, notamment de véhicule électrique, du type hybride ou tout électrique. Le dispositif de contrôle thermique 1 comporte classiquement un échangeur 30 thermique 3 et un faisceau de caloducs. Le dispositif 1 illustré sur la figure 1 comporte ainsi un faisceau 4 comprenant huit caloducs 5. Il est intégré dans un module de batterie de véhicule automobile 10 comportant en outre au moins une batterie 11. La figure 3 illustre un exemple de module de batterie 10, comportant deux batteries 11 et un dispositif de contrôle 1. Les batteries 11 sont par exemple électrochimiques, notamment du type Lithium-Ion. De telles batteries présentent l'avantage de présenter un bon rapport poids/puissance : c'est-à-dire qu'elles sont puissantes par rapport à leur compacité. Le module de batterie 10 peut ainsi comporter plusieurs batteries 11 et plusieurs dispositifs de contrôle thermique 1, les batteries étant empilées les unes sur les autres, grande face contre grande face, et un dispositif de contrôle thermique étant interposé entre deux batteries 11 successives, comme représenté sur la figure 3.The invention relates to a two-phase fluid filling method for a thermal control device for a motor vehicle battery module, for the purpose of filling a motor vehicle battery module. to cool or heat the battery or batteries of a motor vehicle including electric, hybrid or all-electric type. To ensure optimum operation and duration of use of electric motor vehicle batteries, particularly Lithium-Ion type batteries, the temperature of the batteries must be maintained within a range of 0 ° C to 40 ° C and more specifically around 25 ° C. This maintenance of the temperature must be ensured when the vehicle is running, as well as at its stop, and more particularly during the charging of the batteries. A very fast charge of the battery can cause a very important heat generation in the battery. It is then necessary to cool the battery to preserve its life. Similarly, depending on weather conditions, especially in winter or in cold countries, it may be necessary to warm the battery to remain in the optimal operating temperature range. Because of the particularly high cost of the batteries relative to the total cost of the vehicle, it is essential to provide means for controlling the temperature of the batteries that are effective. We seek more, to obtain means for controlling the temperature of batteries having a relatively small footprint and weight, which are simple with a good price / performance ratio. For this purpose, devices have been proposed which are illustrated and which will be described in more detail with reference to FIG. 1. They generally comprise a heat exchanger and a bundle of heat pipes arranged substantially in parallel. The heat pipes have first ends whose surface is intended to be in thermal contact with a battery of the motor vehicle and second ends whose one surface is in thermal contact with the heat exchanger. They respectively comprise a filler cap, a closure cap and a central trunk 30 delimiting a plurality of bypass channels, in which is enclosed a phase change fluid. The heat exchanger, meanwhile, comprises a fluid inlet, a fluid outlet and at least two tubes defining two bypass guide circuits between the fluid inlet and the fluid outlet. The axis of the tube is oriented substantially perpendicular to the longitudinal direction of the heat pipes and the second ends of the heat pipes thus each have a surface in thermal contact with one of the tubes. The heat pipes are sealed and filled with a fluid that is stored in a two-phase form (liquid + vapor). The distribution between the two phases is modified according to the amount of heat that it absorbs or delivers and a good efficiency of the thermal control device can be obtained only, firstly if there is no remaining incondensable fluid, such as air, in the channels of the heat pipes and, secondly, if the distribution between the two phases corresponds to a precise value, defined for each given value of the filling temperature of the heat pipes. Filling requires a particularly long time because of the precise characteristics to be respected on the quantity of product to be introduced into the heat pipes and on the distribution ratio between the phases, before the closure of the heat pipe and access to its internal channels. The object of the present invention is to provide an industrial process for filling the inner volumes of the heat pipes, which is relatively fast, while ensuring both an absence of undesired fluid and a precise dosage of the amount of fluid introduced. To this end, the subject of the invention is a process for filling a thermal control device for a motor vehicle battery module with a two-phase fluid, said thermal control device comprising a bundle of heat pipes forming an internal cavity intended to receive said fluid, said heat pipes being, before filling, in communication with the outside by means of at least one closable filling orifice, capable of serving as a point of entry for the fluid into the volume of said internal cavity, said method comprising: a step of filling said internal cavity with said fluid in the liquid phase to a quantity by mass, or a volume of liquid, greater than a predefined value, a step of closing said filling orifice in order to make said cavity thus filled, characterized in that it further comprises, prior to the shut-off step: a step of heating the heat pipe carrying the When the fluid is boiling, an evaporation reduction of the fluid mass until the predefined value is obtained. By this stage of heating and vaporization of the fluid, all the incondensable gases can be eliminated and a diphasic fluid that is well adapted to its function of storing or releasing heat can be obtained. Said control device may further comprise a heat exchanger and said heat pipes may each have at least one surface intended to be in thermal contact, on the one hand with a battery of the motor vehicle and, on the other hand, with the heat exchanger . The heat pipes comprise, in particular, a series of internal channels in fluid communication with each other. In a first embodiment of the invention, the filling of the internal cavity of the heat pipes takes place by gravity, the filling orifice being the only means of communication of said internal cavity with the outside. This mode is suitable for heat pipes whose shutter orifices are already closed. In a second embodiment, the internal cavities being in communication with the outside by at least one filling orifice and at least one closure orifice, the filling step continues until the filling of said internal cavity is complete. and it is followed by a step of closing the at least one closure orifice, prior to the heating step. Preferably, in this second mode, the filling takes place against the gravity, until appearance of the fluid in liquid form at the level of the orifices 25 of shutter. Advantageously, the filling of the heat pipes is carried out individually, each of the heat pipes being connected to a filling device. Alternatively, the filling of the heat pipes of the same thermal control device is carried out simultaneously, the filling orifices being all connected to the same filling pipe. Preferably, in the second embodiment, the closure orifices being all connected to one and the same shut-off pipe, the shut-off step of the shut-off orifice (s) takes place after the appearance of the fluid in liquid form at level of said pipe. Advantageously, the closure of the at least one filling and / or 5 filling orifice is effected by crimping or by electro-welding. More advantageously, a welding or brazing operation is performed subsequent to said crimping, so as to make said sealing tight. 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 represents a front view of A thermal control device for a motor vehicle battery module, FIG. 2 is a diagrammatic perspective and side view of a heat pipe of the device of FIG. 1, FIG. 3 represents a schematic and perspective view of a example of a battery module comprising two batteries and the thermal control device of FIG. 1, FIG. 4 represents a schematic view, in section, of a thermal control device during the filling of its heat pipes, by a method according to a In the first embodiment of the invention, FIG. 5 is a diagrammatic sectional view of a thermal control device during the filling of its heat pipes, by a method according to a second embodiment of the invention, and Figures 6A and 6B show, respectively, the state of the filling channels 25 of the heat pipes, before and after the closure of these heat pipes. FIG. 1 represents a thermal control device 1 for a motor vehicle battery module, particularly an electric vehicle, of the hybrid or all-electric type. The thermal control device 1 conventionally comprises a heat exchanger 3 and a bundle of heat pipes. The device 1 illustrated in FIG. 1 thus comprises a bundle 4 comprising eight heat pipes 5. It is integrated in a motor vehicle battery module 10 further comprising at least one battery 11. FIG. 3 illustrates an example of a battery module 10 , comprising two batteries 11 and a control device 1. The batteries 11 are for example electrochemical, in particular of the Lithium-Ion type. Such batteries have the advantage of having a good weight / power ratio: that is to say, they are powerful in relation to their compactness. The battery module 10 may thus comprise several batteries 11 and several thermal control devices 1, the batteries being stacked on each other, large face against large face, and a thermal control device being interposed between two successive batteries 11, as shown in Figure 3.

En ce qui concerne l'échangeur thermique 3, il comporte classiquement deux tubes 22, définissant deux circuits de guidage pour la circulation d'un fluide, tel que de l'eau ou de l'eau glycolée, en dérivation entre l'entrée de fluide 20 et la sortie de fluide 21 (voir flèches sur la figure 1). Les axes des tubes 22 sont orientés sensiblement perpendiculairement à la direction longitudinale L des caloducs 5. Le dispositif de contrôle thermique 1 est assemblé aux batteries de sorte que des premières extrémités 5a des caloducs 5 soient en contact thermique avec la ou les batteries 11 et des deuxièmes extrémités 5b des caloducs 5 soient en contact thermique avec l'échangeur thermique 3 (figures 1 à 3). On entend par « contact thermique », soit que les surfaces 12, 13 des premières extrémités 5a des caloducs 5 sont plaquées et fixées contre la batterie 11 en contact direct, sans intermédiaire, soit que les surfaces 12, 13 des premières extrémités 5a des caloducs 5 sont plaquées et fixées contre la batterie 11 avec interposition d'une interface thermiquement conductrice favorisant l'échange thermique entre la batterie 11 et le caloduc 5. En fonctionnement de « refroidissement », un fluide « froid », entre par l'entrée de fluide 20, parcourt les circuits de guidage des tubes 22, et sort par la sortie de fluide 21. En parcourant les tubes 22, le fluide récupère l'énergie des caloducs 5 et l'évacue dans un réseau de fluide connecté à la sortie de fluide 21. Le réseau de fluide évacue le surplus de chaleur, par exemple par un radiateur extérieur en face avant du véhicule. Alternativement, le fluide froid est refroidi par un fluide frigorigène d'une boucle de climatisation du véhicule. Les tubes 22 permettent ainsi de dissiper la chaleur accumulée par les deuxièmes extrémités 5b des caloducs 5. A l'inverse en fonctionnement de « réchauffement », c'est un fluide « chaud », qui parcourt les circuits de guidage des tubes 22 et qui transfère de l'énergie aux caloducs 5. La circulation du fluide dans les tubes 22 est ainsi utilisée pour fournir ou dissiper de la chaleur aux caloducs 5, sans augmentation de l'encombrement du module de batterie 10. Un caloduc 5 (ou « heat pipe » en anglais) se présente sous la forme d'une enceinte hermétique qui renferme un fluide en équilibre avec sa phase gazeuse et sa phase liquide, en absence de tout autre gaz. Il s'agit donc d'un fluide diphasique. On peut citer comme exemple, non limitatif, un fluide organique, c'est-à-dire un fluide dont les molécules contiennent des atomes de carbone, d'hydrogène, et d'oxygène. Le caloduc 5 présente une forme générale allongée selon un axe longitudinal L (figures 1 et 2). Selon l'exemple schématisé en figure 2 celui-ci comporte un bouchon de remplissage 6, un bouchon d'obturation 7 et un tronc central 8 délimitant une pluralité de canaux 9 (dont un seul est représenté sur la figure 2) s'étendant en dérivation entre le bouchon de remplissage 6 et le bouchon d'obturation 7. Les canaux 9 sont par exemple identiques et parallèles entre eux à l'intérieur du tronc central 8. Leurs parois internes présentent des profils configurés pour guider le fluide, lorsqu'il est sous une forme liquide, par capillarité, d'une extrémité à l'autre du caloduc 5. Selon une forme particulière, illustrée sur les figures 1 à 3, chaque caloduc 5 peut comporter en outre un queusot 15 qui permet de communiquer avec l'intérieur de l'enceinte hermétique du caloduc, afin de la remplir ou de la vider de son fluide diphasique.As regards the heat exchanger 3, it conventionally comprises two tubes 22, defining two guiding circuits for the circulation of a fluid, such as water or brine, as a bypass between the inlet of fluid 20 and the fluid outlet 21 (see arrows in FIG. 1). The axes of the tubes 22 are oriented substantially perpendicular to the longitudinal direction L of the heat pipes 5. The thermal control device 1 is assembled to the batteries so that the first ends 5a of the heat pipes 5 are in thermal contact with the battery or batteries 11 and second ends 5b of the heat pipes 5 are in thermal contact with the heat exchanger 3 (Figures 1 to 3). The term "thermal contact" means that the surfaces 12, 13 of the first ends 5a of the heat pipes 5 are plated and fixed against the battery 11 in direct contact, without intermediate, or that the surfaces 12, 13 of the first ends 5a of the heat pipes 5 are pressed and fixed against the battery 11 with the interposition of a thermally conductive interface promoting the heat exchange between the battery 11 and the heat pipe 5. In "cooling" operation, a "cold" fluid enters through the inlet of fluid 20, traverses the guiding circuits of the tubes 22, and exits through the fluid outlet 21. By traversing the tubes 22, the fluid recovers the energy of the heat pipes 5 and discharges it into a fluid network connected to the outlet of the fluid 21. The fluid network discharges excess heat, for example by an external radiator on the front of the vehicle. Alternatively, the cold fluid is cooled by a refrigerant of an air conditioning loop of the vehicle. The tubes 22 thus make it possible to dissipate the heat accumulated by the second ends 5b of the heat pipes 5. Conversely, in "warming" operation, it is a "hot" fluid which flows through the guiding circuits of the tubes 22 and which It transfers energy to the heat pipes 5. The circulation of the fluid in the tubes 22 is thus used to supply or dissipate heat to the heat pipes 5, without increasing the bulk of the battery module 10. A heat pipe 5 (or "heat" pipe "in English) is in the form of a hermetic enclosure which encloses a fluid in equilibrium with its gas phase and its liquid phase, in the absence of any other gas. It is therefore a two-phase fluid. As an example, nonlimiting, an organic fluid, that is to say a fluid whose molecules contain carbon atoms, hydrogen, and oxygen. The heat pipe 5 has a generally elongate shape along a longitudinal axis L (Figures 1 and 2). According to the example shown diagrammatically in FIG. 2, it comprises a filler cap 6, a closure cap 7 and a central trunk 8 delimiting a plurality of channels 9 (only one of which is shown in FIG. 2) extending in derivation between the filler cap 6 and the closure cap 7. The channels 9 are for example identical and parallel to each other inside the central trunk 8. Their inner walls have profiles configured to guide the fluid, when is in a liquid form, by capillary action, from one end to the other of the heat pipe 5. According to a particular form, illustrated in FIGS. 1 to 3, each heat pipe 5 may further comprise a pipe 15 which makes it possible to communicate with the inside the hermetic enclosure of the heat pipe, in order to fill it or to empty it of its two-phase fluid.

Le queusot 15 est alors inséré et fixé de manière étanche au bouchon de remplissage 6. En variante (non représentée), les caloducs 5 peuvent présenter un trou obturable, qui est pratiqué dans le bouchon de remplissage 6 et qui communique directement avec l'intérieur de l'enceinte hermétique pour le remplissage du caloduc 5. Les canaux 9 sont fermés à une première extrémité par le bouchon de remplissage 6 et à une deuxième extrémité par le bouchon d'obturation 7. Le bouchon de remplissage 6 comporte au niveau de la première extrémité du tronc central 8, une rainure transverse à la direction longitudinale L des caloducs, qui permet aux canaux 9 d'un même caloduc de communiquer fluidiquement entre eux. De même, le bouchon d'obturation 7 comporte, au niveau de la deuxième extrémité du tronc central 8, un deuxième moyen de communication des canaux 9 entre eux. Ces moyens de communication permettent d'équilibrer la pression entre tous les différents canaux 9 du caloduc 5, de manière à répartir équitablement le fluide diphasique dans l'enceinte hermétique définie par les rainures de communication et les canaux 9. Les bouchons de remplissage 6 et d'obturation 7 ont ainsi pour fonctions de permettre la communication des canaux 9 du caloduc 5 entre eux, la fermeture des canaux 9 et, en ce qui concerne le bouchon de remplissage, le montage éventuel des queusots 15 pour le vidage/remplissage du caloduc 5. En ce qui concerne leur réalisation technologique, les caloducs 5, c'est-à-dire, des troncs centraux 8, bouchons de remplissage 6, bouchons d'obturation 7 et éventuels queusots 15 sont, de façon connue, réalisés en un matériau métallique, et par exemple entièrement en aluminium qui présente une excellente conductivité thermique. Les troncs centraux 8 multicanaux sont réalisés, par exemple, par extrusion puis découpés à la longueur souhaitée. Les queusots 15 sont, quant à eux, brasés sur le bouchon de remplissage 6, ce qui garantit l'étanchéité de l'assemblage. Dans la version sans queusot le remplissage s'effectue par des orifices qui sont laissés ouverts, lors du brasage, au niveau de la jointure des feuilles d'aluminium qui forment le bouchon de remplissage ; le remplissage, ou le vidage, s'effectue alors en introduisant une seringue au travers de chaque orifice. En se référant maintenant aux figures 4 à 6A et 6B on va décrire les dispositifs et le procédé associé, mis en place pour le remplissage des caloducs 5, conformément à l'invention. Les dispositifs de contrôle thermique qui sont illustrés sont déjà assemblés mais ils 20 comportent encore leur moyen de remplissage opérationnel, c'est-à-dire que les queusots 15, dans la première variante du bouchon de remplissage 6, ou les orifices de remplissage 31, dans la seconde variante, ne sont pas encore refermés. A titre d'exemple, c'est la seconde variante qui est représentée sur les figures 4 à 6A et 6B, le bouchon de remplissage étant formé par deux feuilles d'aluminium qui sont 25 brasées l'une sur l'autre au niveau d'une ligne de jonction et qui comportent sur cette ligne de jonction, des orifices 31, espacés les uns des autres, pour le passage du fluide lors du remplissage. Dans la version représentée sur la figure 4, le fluide est injecté par des seringues (non représentées) qui sont introduites individuellement dans les orifices de remplissage 31 30 de chacun des caloducs. En version alternative, représentée sur la figure 5, les orifices 31 sont tous reliés à une canalisation de remplissage 32 qui les alimente simultanément. Quel que soit le moyen de remplissage choisi, les orifices sont rendus accessibles à un outillage pour permettre d'effectuer leur fermeture, par exemple par sertissage, après le remplissage du caloduc (à une position représentée par une croix sur les figures 4 et 5).The nozzle 15 is then inserted and sealed to the filler cap 6. Alternatively (not shown), the heat pipes 5 may have a closable hole, which is formed in the filler cap 6 and which communicates directly with the inside. of the sealed enclosure for filling the heat pipe 5. The channels 9 are closed at one end by the filler cap 6 and at a second end by the closure cap 7. The filler cap 6 comprises at the level of the first end of the central trunk 8, a groove transverse to the longitudinal direction L of the heat pipes, which allows the channels 9 of a same heat pipe to communicate fluidly with each other. Similarly, the closure cap 7 comprises, at the second end of the central trunk 8, a second means of communication of the channels 9 between them. These communication means make it possible to balance the pressure between all the different channels 9 of the heat pipe 5 so as to equitably distribute the two-phase fluid in the hermetic enclosure defined by the communication grooves and the channels 9. The filling plugs 6 and shutter 7 thus have the function of allowing the channels 9 of the heat pipe 5 to communicate with each other, the closing of the channels 9 and, with regard to the filler plug, the possible assembly of the tubes 15 for the emptying / filling of the heat pipe. 5. With regard to their technological realization, the heat pipes 5, that is to say, central trunks 8, filling plugs 6, plugs 7 and possible bores 15 are, in a known manner, made in one metal material, and for example entirely of aluminum which has excellent thermal conductivity. The multichannel central trunks 8 are made, for example, by extrusion and then cut to the desired length. The tubes 15 are, for their part, soldered to the filler cap 6, which ensures the tightness of the assembly. In the version without the beusot the filling is carried out by orifices which are left open, during soldering, at the joint of the aluminum sheets which form the filling plug; the filling, or emptying, is then carried out by introducing a syringe through each orifice. Referring now to Figures 4 to 6A and 6B will be described the devices and the associated method, set up for filling the heat pipes 5, according to the invention. The thermal control devices which are illustrated are already assembled but they still include their operational filling means, that is to say that the tubes 15, in the first variant of the filling plug 6, or the filling orifices 31 in the second variant, are not yet closed. By way of example, it is the second variant which is shown in FIGS. 4 to 6A and 6B, the filling plug being formed by two aluminum sheets which are brazed one on top of the other at a junction line and which comprise on this junction line, orifices 31, spaced from each other, for the passage of the fluid during filling. In the version shown in FIG. 4, the fluid is injected by syringes (not shown) which are introduced individually into the filling orifices 31 of each of the heat pipes. In alternative version, shown in Figure 5, the orifices 31 are all connected to a filling pipe 32 which feeds them simultaneously. Whatever the filling means chosen, the orifices are made accessible to a tool to allow them to be closed, for example by crimping, after filling the heat pipe (at a position represented by a cross in FIGS. 4 and 5) .

Sur la figure 4 on voit un dispositif adapté au remplissage simultané de tous les caloducs du dispositif de contrôle thermique 3, par des seringues. Celles-ci injectent leur contenu dans la cavité interne des caloducs jusqu'à ce qu'un volume prédéterminé de liquide y soit mis. Le mode de remplissage choisi consiste ainsi à remplir les caloducs par gravité, le bouchon d'évacuation 7 fermant les canaux 9 de chacun des caloducs 5 à leur partie inférieure. Le même mode de remplissage par gravité peut, bien évidemment, être mis en oeuvre avec un dispositif où les caloducs sont alimentés par une canalisation de remplissage commune. Sur la figure 5, le bouchon d'obturation 7 a une configuration analogue à celle du bouchon de remplissage 6, c'est-à-dire que les canaux internes sont, à son niveau, en communication avec l'extérieur par l'intermédiaire d'orifices d'obturation 33 qui débouchent dans une canalisation d'évacuation 34. De la même façon les orifices d'obturation 33 sont accessibles à un outillage pour permettre d'effectuer leur fermeture lorsque le remplissage est effectué. Les figures 6A et 6B montrent un orifice de remplissage 31, ou d'évacuation 33, dans les deux positions, avant et après sa fermeture. Sur la figure 6A l'orifice 31 est réalisé sous la forme d'un interstice laissé entre les deux feuilles d'aluminium qui constituent le bouchon de remplissage et qui sont brasées l'une contre l'autre le long d'une ligne de jonction 30. L'interstice est formé par des échancrures laissées sur chacune des feuilles lors de leur emboutissage, avant brasage. La figure 6B montre l'état de l'orifice 31 après sa fermeture. L'interstice a été réduit par un sertissage ou par électro-soudure qui rapproche les deux feuilles l'une de l'autre et un apport de brasure 32 a été effectué pour rendre étanche la cavité interne du caloduc vis-à-vis de l'extérieur. Le fluide qui est alors enfermé dans le caloduc a une masse fixée et seule sa répartition entre sa phase liquide et sa phase gazeuse peut dès lors évoluer.FIG. 4 shows a device adapted to simultaneously fill all heat pipes of the thermal control device 3 with syringes. These inject their contents into the internal cavity of the heat pipes until a predetermined volume of liquid is put therein. The filling mode chosen thus consists in filling the heat pipes by gravity, the drain plug 7 closing the channels 9 of each of the heat pipes 5 at their lower part. The same mode of filling by gravity can, of course, be implemented with a device where the heat pipes are fed by a common filling pipe. In FIG. 5, the closure cap 7 has a configuration similar to that of the filling plug 6, that is to say that the internal channels are, at its level, in communication with the outside through closing apertures 33 which open into a discharge pipe 34. In the same way the closure apertures 33 are accessible to a tool to allow their closure when filling is performed. Figures 6A and 6B show a filling port 31, or discharge 33, in both positions, before and after its closure. In FIG. 6A the orifice 31 is made in the form of a gap left between the two aluminum sheets which constitute the filler plug and which are soldered together along a junction line. 30. The gap is formed by indentations left on each of the sheets during their stamping, before soldering. Figure 6B shows the state of the orifice 31 after closing. The gap has been reduced by crimping or electro-welding which brings the two sheets closer to each other and a supply of solder 32 has been made to seal the internal cavity of the heat pipe vis-à-vis the 'outside. The fluid which is then enclosed in the heat pipe has a fixed mass and only its distribution between its liquid phase and its gaseous phase can therefore evolve.

On va maintenant décrire le procédé de remplissage d'un caloduc selon l'invention, dans deux modes de réalisation, et expliquer l'apport qu'il procure. Pour cette description, le procédé dans le premier mode est mis en oeuvre sur un dispositif tel que celui illustré sur la figure 4 alors que le second mode est mis en oeuvre sur le dispositif illustré sur la figure 5. Dans le premier mode, l'invention consiste à déclencher le remplissage des caloducs par les seringues ou par la canalisation d'alimentation 32 jusqu'à une certaine quantité, prédéfinie, de produit, sous une forme liquide. Cette quantité dépasse volontairement la masse totale de fluide que l'on veut déposer dans les caloducs. Une fois que ce liquide est injecté et qu'il s'est stabilisé par gravité dans le fond des canaux, l'invention consiste à procéder à un chauffage des caloducs jusqu'à évaporation du fluide, les orifices de remplissage 31 du bouchon de remplissage restant ouverts. De ce fait le fluide, en se vaporisant, remplit progressivement l'espace libre au dessus du liquide et rejette l'air qui était encore contenu dans les canaux des caloducs. Peu à peu, au fur et à mesure que la vaporisation se poursuit, la masse restant dans les canaux des caloducs se réduit jusqu'à atteindre la valeur recherchée pour les caloducs en utilisation. Un opérateur procède, alors à la fermeture des orifices de remplissage 31, par sertissage puis brasage ou électro-soudure comme indiqué en référence aux figures 6A et 6B, emprisonnant ainsi la masse du fluide souhaitée. Toute évolution de la température se traduira désormais dans le caloduc par un changement de la répartition entre la phase liquide et la phase vapeur de ce matériau à changement de phase, accompagné d'une libération ou d'une absorption de chaleur.The method of filling a heat pipe according to the invention will now be described in two embodiments, and explain the contribution it provides. For this description, the method in the first mode is implemented on a device such as that illustrated in FIG. 4 while the second mode is implemented on the device illustrated in FIG. 5. In the first mode, the The invention consists in triggering the filling of the heat pipes by the syringes or by the supply line 32 up to a certain predetermined quantity of product in a liquid form. This quantity voluntarily exceeds the total mass of fluid that is to be deposited in the heat pipes. Once this liquid is injected and stabilized by gravity in the bottom of the channels, the invention consists in heating the heat pipes until evaporation of the fluid, the filling orifices 31 of the filling plug remaining open. As a result, the fluid, by vaporizing, progressively fills the free space above the liquid and rejects the air that was still contained in the channels of the heat pipes. Gradually, as the vaporization continues, the mass remaining in the channels of the heat pipes is reduced to reach the value sought for heat pipes in use. An operator proceeds, then closing the filling orifices 31, by crimping and soldering or electro-welding as indicated with reference to FIGS. 6A and 6B, thus trapping the mass of the desired fluid. Any change in temperature will now be reflected in the heat pipe by a change in the distribution between the liquid phase and the vapor phase of the phase change material, accompanied by a release or absorption of heat.

Le remplissage des caloducs selon le second mode de l'invention se passe de manière analogue, avec cependant une variante en ce qui concerne la phase d'évacuation des gaz incondensables, comme de l'air. Ici le remplissage des caloducs s'effectue à l'encontre de la gravité avec, dans un premier temps, les orifices de remplissage 31 et les orifices d'obturation 33 ouverts. L'injection du fluide, sous forme liquide, s'effectue par les orifices 31 pratiqués dans le bouchon de remplissage 6 jusqu'à ce que ce liquide s'écoule par les orifices 33 du bouchon d'obturation. Lorsque cette condition est remplie cela signifie que les canaux sont entièrement remplis de liquide et qu'aucun gaz incondensable ne s'y trouve plus à l'intérieur. Un opérateur procède alors à la fermeture de ces orifices 33 d'obturation, de la même manière que précédemment dans le cas des orifices 31 de remplissage, ceci soit au niveau desdits orifices d'obturation 33 et/ou au niveau dudit de ladite canalisation d'évacuation 34, entre lesdits orifices d'obturation 33. Il reste désormais à ramener la quantité de fluide dans les caloducs à la valeur de masse visée. Là encore un chauffage est mis en place pour provoquer une ébullition du fluide et une réduction de la masse enfermée par évaporation. Une fois que la masse recherchée est atteinte l'opérateur procède alors, comme dans le premier mode, au sertissage et au brasage des orifices de remplissage 31, soit au niveau desdits orifices de remplissage 31 et/ou au niveau de ladite canalisation de remplissage 32, entre lesdits orifices de remplissage 31. Dans les deux cas les méthodes employées pour déterminer que la valeur de masse recherchée est atteinte sont des méthodes classiques, connues de l'homme du métier, que ce soit par un pesage du caloduc ou par une mesure du volume de liquide restant dans le 10 caloduc, en lien avec la température à laquelle il se trouve.The filling of the heat pipes according to the second embodiment of the invention proceeds in a similar way, with however a variant as regards the evacuation phase of the incondensable gases, such as air. Here the filling of the heat pipes is carried out against the gravity with, initially, the filling orifices 31 and the closing apertures 33 open. The injection of the fluid, in liquid form, is effected by the orifices 31 made in the filling plug 6 until this liquid flows through the orifices 33 of the closure plug. When this condition is fulfilled, it means that the channels are completely filled with liquid and that no incondensable gas is no longer in it. An operator then proceeds to close these closing apertures 33, in the same manner as previously in the case of the filling orifices 31, this being at the level of said closing orifices 33 and / or at the level of said one of said evacuation 34, between said shutoff apertures 33. It now remains to reduce the amount of fluid in the heat pipes to the target mass value. Again heating is put in place to cause boiling of the fluid and a reduction of the mass enclosed by evaporation. Once the desired mass is reached the operator proceeds then, as in the first mode, the crimping and soldering of the filling orifices 31, either at said filling orifices 31 and / or at said filling pipe 32 between the said filling orifices 31 In both cases, the methods used to determine that the desired mass value is reached are conventional methods known to those skilled in the art, either by weighing the heat pipe or by measuring the volume of liquid remaining in the heat pipe, in relation to the temperature at which it is located.

Claims

REVENDICATIONS1. A process for filling a thermal control device for a motor vehicle battery module with a two-phase fluid, said thermal control device comprising a bundle (4) of heat pipes (5) forming an internal cavity intended to receive said fluid, said heat pipes being , before filling, in communication with the outside by means of at least one filling orifice (31) closable, capable of serving as a point of entry to the fluid in the volume of said internal cavity, said method comprising: a step of filling said internal cavity with said fluid in the liquid phase to a quantity by mass, or a liquid volume, greater than a predefined value, a step of closing said filling orifice in order to seal said cavity thus filled, characterized in that it further comprises, prior to the shut-off step: a step of heating the heat pipe carrying said fluid to a boil; evaporative reduction of the fluid mass until the predefined value is obtained.

2. Method according to claim 1, wherein the filling of the internal cavity of the heat pipes is performed by gravity, the filling orifice being the only means of communication of said internal cavity with the outside.

3. Method according to claim 1, characterized in that, the internal cavities being in communication with the outside by at least one filling orifice (31) and at least one closure orifice (33), the filling step continues until complete filling of said internal cavity and is followed by a step of closing the at least one closure orifice (33), prior to the heating step.

4. The method of claim 3 wherein the filling is against the gravity, until appearance of the fluid in liquid form at the or of the closing orifices (33).

5. Method according to one of claims 1 to 4 wherein the filling of the heat pipes is carried out individually, each of the heat pipes being connected to a filling device.

6. Method according to one of claims 1 to 4 wherein the filling of the heat pipes of a same thermal control device is carried out simultaneously, the filling orifices (31) being all connected to the same filling pipe (32). .

7. Method according to one of claims 3 or 4 wherein, the shutter orifices being all connected to one and the same closure pipe (34), the step of closing the orifices of closure (33) is performed after appearance of the fluid in liquid form at said pipe.

8. Method according to one of claims 1 to 7 wherein the sealing of the at least one filling and / or closure orifice is made by crimping.

9. The method of claim 8 wherein a welding or brazing operation is performed subsequent to said crimping, so as to make said sealing tight.