FR3019688A1 - "MOTOR VEHICLE BATTERY EQUIPPED WITH A DRIVING HEAT PUMP LINE SEPARATED FROM BATTERY ELEMENTS BY FLEXIBLE PARTITION" - Google Patents

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Abstract

L'invention propose une batterie (10) de véhicule automobile, notamment batterie de traction pour un véhicule électrique ou hybride, comportant : - au moins un boîtier (12) comportant au moins une conduite (32) de fluide caloporteur séparée de manière étanche de l'intérieur du boîtier (12) par au moins une cloison (34) d'échange de chaleur ; - au moins un élément (18, 20) prismatique d'accumulation d'énergie électrique qui est logé dans le boîtier (12) et qui est en contact par une tranche (30) plane avec une face plane de ladite cloison (34) d'échange de chaleur ; caractérisé en ce que la cloison (34) d'échange de chaleur est formée par une membrane de matériau souple épousant parfaitement la tranche (30) de l'élément (18, 20) de batterie sous l'effet de la pression de fluide caloporteur circulant au contact de ladite cloison (34) d'échange de chaleur.The invention proposes a battery (10) of a motor vehicle, in particular a traction battery for an electric or hybrid vehicle, comprising: - at least one housing (12) comprising at least one pipe (32) of heat transfer fluid separated in a sealed manner from the interior of the housing (12) by at least one heat exchange partition (34); at least one prismatic electrical energy storage element (18, 20) which is housed in the housing (12) and which is in contact with a planar wafer (30) with a planar face of said partition (34) d heat exchange; characterized in that the heat exchange partition (34) is formed by a membrane of flexible material perfectly matching the wafer (30) of the battery element (18, 20) under the effect of the coolant pressure circulating in contact with said heat exchange partition (34).

Description

"Batterie de véhicule automobile équipée d'une conduite de fluide caloporteur séparée des éléments de batterie par une cloison souple" DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention concerne une batterie de véhicule automobile comportant un circuit de fluide caloporteur.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a motor vehicle battery comprising a heat transfer fluid circuit.

ARRIERE PLAN TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention concerne plus particulièrement une batterie de véhicule automobile, notamment batterie de traction pour un véhicule électrique ou hybride, comportant : - au moins un boîtier comportant au moins une conduite de fluide caloporteur séparée de manière étanche de l'intérieur du boîtier par au moins une cloison d'échange de chaleur ; - au moins un élément prismatique d'accumulation d'énergie électrique qui est logé dans le boîtier et qui est en 20 contact par une tranche plane avec une face plane de ladite cloison d'échange de chaleur. Un véhicule automobile de type électrique ou hybride est mu, au moins en partie, par un moteur électrique de traction qui est alimenté en électricité par une batterie de traction. Une telle 25 batterie comporte généralement un boîtier ou bac dans lequel sont agencées des accumulateurs d'électricité, aussi appelés cellules de batterie, qui sont branchés en série et/ou en parallèle. Les performances de la batterie de traction sont susceptibles de varier fortement en fonction de la température 30 des cellules. Lorsque la batterie est soumise à des températures très froides, par exemple négatives, les cellules perdent leur capacité énergétique. Une recharge rapide de la batterie peut alors être interdite. Il est donc nécessaire de réchauffer la batterie avant de procéder à sa recharge. De même, l'utilisation des cellules de batterie produit de la chaleur. Lorsque la batterie est déjà surchauffée, soit du fait d'une température ambiante élevée, soit à cause d'une alternance trop rapide de décharges et de recharges, il peut être nécessaire d'interdire l'utilisation de la batterie pour préserver les cellules. Ceci implique généralement que le véhicule soit immobilisé le temps que la batterie refroidisse jusqu'à une température acceptable de fonctionnement. Pour résoudre ces problèmes, il est connu d'équiper la batterie de moyens de régulation de température afin de maintenir les cellules de batterie dans une plage de températures de fonctionnement optimales.TECHNICAL BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates more particularly to a motor vehicle battery, in particular a traction battery for an electric or hybrid vehicle, comprising: at least one housing comprising at least one heat-transfer fluid line separated in a sealed manner from the interior of the housing by at least one heat exchange partition; at least one prismatic electrical energy storage element which is housed in the housing and which is in contact with a flat wafer with a planar face of said heat exchange partition. A motor vehicle of electric or hybrid type is moved, at least in part, by an electric traction motor which is supplied with electricity by a traction battery. Such a battery generally comprises a housing or tray in which are arranged accumulators of electricity, also called battery cells, which are connected in series and / or in parallel. The performance of the traction battery is likely to vary greatly depending on the temperature of the cells. When the battery is subjected to very cold temperatures, for example negative, the cells lose their energy capacity. A fast recharge of the battery can then be prohibited. It is therefore necessary to warm the battery before recharging. Similarly, the use of battery cells produces heat. When the battery is already overheated, either because of a high ambient temperature, or because of alternating too fast discharges and refills, it may be necessary to prohibit the use of the battery to preserve the cells. This generally implies that the vehicle is immobilized while the battery is cooling down to an acceptable operating temperature. To solve these problems, it is known to equip the battery with temperature control means to maintain the battery cells in an optimal operating temperature range.

On a ainsi proposé d'équiper la batterie avec un circuit de fluide caloporteur qui permet, selon les besoins, de refroidir ou de réchauffer les cellules de batterie. Le fluide caloporteur est généralement un liquide formé d'un mélange d'eau et d'antigel. Les circuits de fluide caloporteur connus présentent une bonne aptitude à véhiculer la chaleur. On sait aussi déjà fabriquer des cellules de batterie qui conduisent très bien la chaleur pour permettre son évacuation par une face externe. Cependant, le pont thermique entre les cellules de batterie et le circuit de fluide caloporteur ne présente pas encore une conductance suffisamment élevée pour permettre aux moyens de régulation thermique de la batterie d'être pleinement efficaces. Les performances de la batterie en sont affectées. En outre, le fluide caloporteur utilisé est conducteur d'électricité. Il est donc important de veiller à ce que le fluide caloporteur soit isolé électriquement des cellules de batterie pour éviter toute fuite de courant électrique.It has been proposed to equip the battery with a coolant circuit that allows, as needed, to cool or heat the battery cells. The heat transfer fluid is generally a liquid formed of a mixture of water and antifreeze. The known heat transfer fluid circuits have a good ability to convey heat. It is also already known to manufacture battery cells that conduct the heat very well to allow its evacuation via an external face. However, the thermal bridge between the battery cells and the heat transfer fluid circuit does not yet have a sufficiently high conductance to allow the thermal regulation means of the battery to be fully effective. The performance of the battery is affected. In addition, the coolant used is electrically conductive. It is therefore important to ensure that the coolant is electrically isolated from the battery cells to prevent electrical leakage.

Par ailleurs, un véhicule automobile électrique ou hybride comporte beaucoup d'organes à loger dans un espace relativement réduit. De ce fait l'espace alloué à la batterie de traction est réduit. Il est donc préférable qu'une telle batterie ainsi équipée d'un circuit de fluide caloporteur demeure suffisamment compacte pour ne pas encombrer inutilement le véhicule. BREF RESUME DE L'INVENTION L'invention propose de résoudre ces problèmes en proposant une batterie du type décrit précédemment qui soit de plus facile à assembler et peu onéreuse à fabriquer. La batterie selon l'invention est ainsi caractérisée en ce que la cloison d'échange de chaleur est formée par une membrane de matériau souple épousant parfaitement la tranche de l'élément de batterie sous l'effet de la pression de fluide caloporteur circulant au contact de ladite cloison d'échange de chaleur. Selon d'autres caractéristiques de la batterie : - la batterie comporte un empilement d'une pluralité d'éléments de batterie dont les tranches de contact sont agencées de manière globalement coplanaire, la tranche de contact de tous les éléments de batterie de l'empilement étant en contact avec une cloison commune d'échange de chaleur ; - la conduite de fluide caloporteur est réalisée dans le fond du boîtier et la cloison d'échange de chaleur est intercalée entre le fond du boîtier et les éléments de batterie ; - la conduite de fluide caloporteur est réalisée dans une face d'une plaque rigide qui est recouverte de manière étanche et continue par la cloison d'échange de chaleur ; - un réseau d'au moins une conduite de fluide caloporteur sillonne la face de la plaque rigide ; - la cloison d'échange de chaleur est fixée sur la plaque par collage, un cordon de colle continu encadrant la cloison d'échange de chaleur ; - la cloison d'échange de chaleur est fixée sur la plaque 5 par soudage, un cordon de soudure encadrant la cloison d'échange de chaleur ; - la cloison d'échange de chaleur est fixée par serrage mécanique entre un cadre et la plaque ; - la cloison d'échange de chaleur est réalisée venue de 10 matière avec une poche en forme de plaque dans laquelle circule le fluide caloporteur et qui est agencée au fond du boîtier ; - chaque élément de batterie est formé par une cassette qui comporte deux cellules de batterie qui sont logée dans un étui métallique qui comporte la tranche de contact avec la cloison 15 d'échange de chaleur ; - la tranche de l'étui est ajourée d'orifices permettant un échange de chaleur par conduction directe entre les cellules et la cloison d'échange de chaleur. 20 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux 25 dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale selon le plan de coupe 1-1 de la figure 2 qui représente une batterie de traction de véhicule automobile comportant un circuit de fluide caloporteur réalisé selon un premier mode de réalisation de 30 l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus d'une plaque de fond du boîtier de la batterie de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de détail à plus grande échelle en coupe longitudinale qui représente la fixation par collage du pourtour de la cloison d'échange de chaleur sur le fond du boîtier de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3 qui représente une variante de réalisation dans laquelle la cloison d'échange de chaleur est fixée par soudage sur le fond du boîtier ; - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 3 qui représente une variante de réalisation dans laquelle la cloison d'échange de chaleur est fixée par serrage mécanique contre le fond du boîtier ; - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale similaire à celle de la figure 1 qui représente une batterie de traction de véhicule automobile comportant un circuit de fluide caloporteur réalisé selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par des mêmes références. Dans la suite de la description, on adoptera à titre non limitatif des orientations longitudinale, verticale et transversale indiquées par le trièdre "L,V,T" des figures. La direction verticale est utilisée comme un repère purement géométrique sans rapport avec la direction de la gravité. On a représenté à la figure 1 une batterie 10 de traction qui est destinée à équiper un véhicule automobile mu au moins en partie par un moteur électrique. Il s'agit par exemple d'un véhicule dit "hybride" ou d'un véhicule dit "électrique". La batterie 10 de traction est apte à alimenter en énergie électrique le moteur électrique du véhicule.Moreover, an electric or hybrid motor vehicle has many organs to be housed in a relatively small space. As a result, the space allocated to the traction battery is reduced. It is therefore preferable that such a battery and equipped with a heat transfer fluid circuit remains compact enough not to unnecessarily clutter the vehicle. BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION The invention proposes to solve these problems by proposing a battery of the type described above which is easier to assemble and inexpensive to manufacture. The battery according to the invention is thus characterized in that the heat exchange partition is formed by a membrane of flexible material perfectly matching the edge of the battery element under the effect of the heat transfer fluid pressure flowing in contact. of said heat exchange partition. According to other features of the battery: - the battery comprises a stack of a plurality of battery elements whose contact slots are arranged in a generally coplanar manner, the contact section of all the battery cells of the stack being in contact with a common heat exchange partition; - The coolant pipe is formed in the bottom of the housing and the heat exchange wall is interposed between the bottom of the housing and the battery cells; - The coolant pipe is made in a face of a rigid plate which is covered in a sealed manner and continuous by the heat exchange wall; - A network of at least one heat transfer fluid line travels the face of the rigid plate; - The heat exchange partition is fixed to the plate by gluing, a continuous adhesive bead framing the heat exchange partition; - The heat exchange partition is fixed on the plate 5 by welding, a weld bead framing the heat exchange wall; - The heat exchange partition is fixed by mechanical clamping between a frame and the plate; - The heat exchange wall is made of 10 material with a plate-shaped pocket in which circulates the coolant and which is arranged at the bottom of the housing; each battery element is formed by a cassette which comprises two battery cells which are housed in a metal case which comprises the contact wafer with the heat exchange partition; - The slice of the case is perforated with orifices for heat exchange by direct conduction between the cells and the heat exchange partition. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Other features and advantages of the invention will become apparent upon reading the following detailed description for the understanding of which reference will be made to the accompanying drawings in which: FIG. in longitudinal section along the section plane 1-1 of Figure 2 which shows a motor vehicle traction battery comprising a heat transfer fluid circuit made according to a first embodiment of the invention; FIG. 2 is a view from above of a bottom plate of the battery case of FIG. 1; - Figure 3 is a detail view on a larger scale in longitudinal section which shows the bonding of the periphery of the heat exchange wall on the bottom of the housing of Figure 1; - Figure 4 is a view similar to that of Figure 3 which shows an alternative embodiment in which the heat exchange partition is fixed by welding on the bottom of the housing; - Figure 5 is a view similar to that of Figure 3 which shows an alternative embodiment in which the heat exchange wall is fixed by mechanical clamping against the bottom of the housing; - Figure 6 is a longitudinal sectional view similar to that of Figure 1 which shows a motor vehicle traction battery comprising a heat transfer fluid circuit made according to a second embodiment of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES In the rest of the description, elements having an identical structure or similar functions will be designated by the same references. In the remainder of the description, the longitudinal, vertical and transverse orientations indicated by the "L, V, T" trihedron of the figures will be adopted without limitation. The vertical direction is used as a purely geometrical landmark unrelated to the direction of gravity. There is shown in Figure 1 a traction battery 10 which is intended to equip a motor vehicle mu at least partly by an electric motor. This is for example a vehicle called "hybrid" or a vehicle called "electric". The traction battery 10 is able to supply electrical energy to the electric motor of the vehicle.

La batterie 10 de traction comporte un boîtier 12 qui est par exemple réalisé en plastique rigide. Le boîtier 12 comporte au moins un fond 14 inférieur et un couvercle 16 supérieur. Le fond 14 est formé par une plaque épaisse de plastique rigide qui s'étend dans un plan horizontal. Le boîtier 12 comporte ainsi un logement, délimité entre le couvercle 16 et le fond 14, dans lequel au moins un élément prismatique d'accumulation d'énergie électrique est agencé. En général, la batterie 10 comporte une pluralité d'éléments prismatiques qui sont empilés longitudinalement, comme c'est le cas dans l'exemple représenté aux figures. Les éléments prismatiques sont tous identiques. Chaque élément prismatique est ici formé par un assemblage contenant plusieurs cellules 20, ici deux cellules 20 prismatiques de batterie. Du fait de sa forme, cet assemblage sera par la suite désigné par le terme "cassette 18". Une cellule 20 prismatique de batterie présente globalement une forme de parallélépipède rectangle aplati qui présente deux faces 22 opposées et quatre fines tranches 24.The traction battery 10 comprises a housing 12 which is for example made of rigid plastic. The housing 12 has at least one lower bottom 14 and a top cover 16. The bottom 14 is formed by a thick plate of rigid plastic which extends in a horizontal plane. The housing 12 thus comprises a housing delimited between the cover 16 and the bottom 14, in which at least one prismatic element for storing electrical energy is arranged. In general, the battery 10 comprises a plurality of prismatic elements which are stacked longitudinally, as is the case in the example shown in the figures. The prismatic elements are all identical. Each prismatic element is here formed by an assembly containing several cells 20, here two prismatic battery cells. Because of its shape, this assembly will be designated by the term "cassette 18". A battery prismatic cell 20 generally has a flattened rectangular parallelepipedal shape which has two opposite faces 22 and four thin slices 24.

Chaque face 22 s'étend ici dans plan vertical transversal, tandis qu'une des tranches 24 dite tranche 24 inférieure s'étend orthogonalement aux faces 22 dans un plan transversal longitudinal. La tranche 24 inférieure de la cellule 20 prismatique est destinée à être agencée en vis-à-vis d'une face supérieure du fond 14. Chaque cellule 20 de batterie forme un accumulateur d'électricité. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, les cellules 20 de batterie comportent une enveloppe fabriquées par soudage de deux feuilles métalliques l'une contre l'autre de manière que chaque tranche 24 de la cellule 20 de batterie présente une jonction entre les deux feuilles. Les tranches 24 présentent ainsi un cordon de soudure qui entoure la cellule 20.Each face 22 extends here in transverse vertical plane, while one of the slices 24 said lower slice 24 extends orthogonally to the faces 22 in a longitudinal transverse plane. The lower edge 24 of the prismatic cell 20 is intended to be arranged facing an upper face of the base 14. Each battery cell 20 forms an accumulator of electricity. In the embodiment shown in FIG. 1, the battery cells 20 comprise an envelope manufactured by welding two metal sheets against each other so that each wafer 24 of the battery cell 20 has a junction between the two cells. two leaves. The slices 24 thus have a weld bead that surrounds the cell 20.

Les deux cellules 20 de batterie d'une cassette 18 sont logées, déjà empilées longitudinalement l'une contre l'autre, dans un étui 26 métallique. L'étui 26 métallique présente lui-même deux parois 28 verticales transversales opposées reliées par une tranche 30 inférieure. La tranche 30 inférieure présente une forme plane qui s'étend dans un plan longitudinal transversal. Les cellules 20 de batterie ont tendance à gonfler lors de leur utilisation. De manière connue, ces parois 28 peuvent être déformées pour absorber un gonflement des cellules, évitant ainsi la détérioration des cellules 20 de batterie. L'étui 26 métallique est par exemple réalisé par pliage d'une tôle métallique de manière que les parois 28 enserrent longitudinalement les deux cellules 20 de batterie l'une contre l'autre. Ainsi, la chaleur émise par les cellules 20 est susceptible d'être transférée par conduction jusqu'à l'étui 26 associé grâce à la grande surface de contact entre ces deux éléments. La paroi 28 de l'étui 26 conduit notamment cette chaleur jusqu'à la tranche 30 inférieure de l'étui 26.Les tranches 24 inférieures des cellules 20 de batterie sont ainsi agencées au contact, ou au moins à proximité immédiate, de la tranche 30 inférieure de l'étui 26 conduisant ainsi directement la chaleur émanant de la cellule 20 de batterie jusqu'à la tranche 30 inférieure de l'étui 26. Chaque cassette 18 forme ainsi un accumulateur lui-même composé de deux cellules 20 de batterie. Une pluralité de cassettes 18 sont empilés longitudinalement l'une contre l'autre dans le boîtier 12. Les cellules 20 de batterie d'un empilement sont reliées électriquement entre elles en série ou en parallèle. Les cassettes 18 sont agencées de manière que leur tranche 30 inférieure plane soit posée sur le fond 14 plan du boîtier 12. Les cassettes 18 prismatiques sont ainsi empilées longitudinalement de manière que les tranches 30 inférieures soient globalement coplanaires.The two battery cells 20 of a cassette 18 are housed, already stacked longitudinally against each other, in a metal case 26. The metal case 26 itself has two opposite transverse vertical walls 28 connected by a lower edge 30. The lower wafer has a planar shape which extends in a transverse longitudinal plane. Battery cells tend to swell when in use. In known manner, these walls 28 can be deformed to absorb swelling of the cells, thus avoiding deterioration of the battery cells. The metal case 26 is for example made by folding a metal sheet so that the walls 28 enclose the two battery cells 20 longitudinally against each other. Thus, the heat emitted by the cells 20 is capable of being transferred by conduction to the associated case 26 thanks to the large contact area between these two elements. The wall 28 of the case 26 conducts this heat in particular to the lower edge of the case 26. The lower slices 24 of the battery cells 20 are thus arranged in contact with, or at least in the immediate vicinity of, the wafer. 30 of the case 26 thus directly leading the heat emanating from the battery cell 20 to the lower edge of the case 26. Each cassette 18 thus forms an accumulator itself composed of two battery cells 20. A plurality of cassettes 18 are stacked longitudinally against each other in the housing 12. The battery cells 20 of a stack are electrically connected to each other in series or in parallel. The cassettes 18 are arranged so that their flat bottom edge 30 is placed on the plane bottom 14 of the housing 12. The prismatic cassettes 18 are thus stacked longitudinally so that the lower slices are generally coplanar.

A cet effet, une grille 31 de positionnement des cassettes 18 est agencée sur le fond 14 du boîtier 12. Comme représenté aux figures 1 et 6, la grille 31 est formée de plusieurs barres transversales qui sont espacées longitudinalement. La tranche 30 inférieure de chaque cassette 18 est reçue dans un de ces espaces. Chaque barre de la grille 31 forme ainsi une entretoise entre deux cassettes 18 adjacentes. En outre, un épaulement de chaque cassette 18 est reçu en appui vertical sur une barre associée de la grille 31. Ainsi cette grille 31 permet de supporter le poids des cassettes 18 et de garder une distance régulière entre les cassettes 18. Le couvercle 16 et le fond 14 comportent à chacune de leurs extrémités longitudinales des ailes 33, 35 verticales opposées qui sont destinées à être en appui longitudinal contre les deux cassettes 18 d'extrémité de l'empilement. Ainsi, les étuis 26 métalliques, la grille 31 et les deux ailes 33, 35 opposées du couvercle 16 et du fond 14 permettent de maintenir longitudinalement les cellules 20 dans le boîtier 12. En outre, les éléments 18 de batterie sont pressés longitudinalement les uns contre les autres par les ailes 33, 35 du couvercle 16 et du fond 14 et ils sont maintenus en position par la grille 31 pour contenir le gonflement des cellules. Le boîtier 12 est aussi équipé d'un circuit de fluide caloporteur comportant au moins une conduite 32 de fluide caloporteur qui est séparée de manière étanche de l'intérieur du boîtier 12 par une cloison 34 d'échange de chaleur. Ce circuit de fluide caloporteur est destiné à réguler la température des cellules 20 de batterie. Pour permettre un échange de chaleur efficace par conduction entre le fluide caloporteur et les éléments prismatiques de batterie, la cloison 34 d'échange de chaleur est réalisée en un matériau considéré comme un bon conducteur de chaleur. Une première face plane de ladite cloison 34 d'échange de chaleur est en contact avec la tranche 30 inférieure plane de chaque élément 18 prismatique de batterie, tandis qu'une deuxième face inférieure opposée de ladite cloison 34 d'échange de chaleur est directement en contact avec le fluide caloporteur.For this purpose, a rack 31 for positioning the cassettes 18 is arranged on the bottom 14 of the housing 12. As shown in Figures 1 and 6, the grid 31 is formed of several transverse bars which are spaced longitudinally. The lower edge of each cassette 18 is received in one of these spaces. Each bar of the grid 31 thus forms a spacer between two adjacent cassettes 18. In addition, a shoulder of each cassette 18 is received in vertical support on an associated bar of the grid 31. Thus, this grid 31 makes it possible to support the weight of the cassettes 18 and to keep a regular distance between the cassettes 18. The cover 16 and the bottom 14 have at each of their longitudinal ends opposed vertical wings 33, 35 which are intended to bear longitudinally against the two end cassettes 18 of the stack. Thus, the metal cases 26, the grid 31 and the two opposite wings 33, 35 of the cover 16 and the bottom 14 make it possible to hold the cells 20 longitudinally in the casing 12. In addition, the battery elements 18 are longitudinally pressed together. against the others by the wings 33, 35 of the cover 16 and the bottom 14 and they are held in position by the grid 31 to contain the swelling of the cells. The housing 12 is also equipped with a heat transfer fluid circuit comprising at least one pipe 32 of heat transfer fluid which is sealed from the inside of the housing 12 by a partition 34 of heat exchange. This coolant circuit is intended to regulate the temperature of the battery cells. To allow efficient heat exchange by conduction between the coolant and prismatic battery elements, the partition 34 heat exchange is made of a material considered a good conductor of heat. A first planar face of said heat exchanger partition 34 is in contact with the flat bottom wafer of each prismatic battery member 18, while a second opposing lower face of said heat exchange baffle 34 is directly in contact with each other. contact with the coolant.

En variante de l'invention, chaque cellule de batterie est réalisée de manière que sa tranche inférieure soit globalement plane et dépourvue de cordon de soudure. Ainsi, la tranche inférieure de chaque cellule de batterie est au plus proche de la cloison d'échange de chaleur.As an alternative to the invention, each battery cell is made so that its lower edge is generally flat and free of weld bead. Thus, the lower edge of each battery cell is closer to the heat exchange partition.

Selon une autre variante de l'invention, qui peut être avantageusement combinée avec la variante précédente, la tranche de contact de l'étui d'un élément de batterie est ajourée d'orifices qui permettent un contact direct entre la cloison d'échange de chaleur et les cellules de batterie, sans passer par l'intermédiaire de la tranche de l'étui. Selon encore une autre variante, chaque cellule de batterie est agencée individuellement dans le boîtier, sans recours à un étui. Ainsi, la tranche inférieure de chaque cellule de batterie forme une tranche de contact qui est directement en contact avec la cloison d'échange de chaleur. Dans les modes de réalisation représentés aux figures, la conduite 32 de fluide caloporteur est réalisé dans le fond 14 du boitier 12, et la cloison 34 d'échange de chaleur est intercalée entre le fond 14 du boîtier 12 et les éléments de batterie, formés ici par les cassettes 18. Selon les enseignements de l'invention, la cloison 34 d'échange de chaleur est formée par une membrane de matériau souple et élastiquement deformable épousant parfaitement la tranche 30 de la cassette 18 sous l'effet de la pression de fluide caloporteur circulant au contact de ladite cloison 34 d'échange de chaleur. Ceci permet de garantir que la cloison 34 d'échange de chaleur est en contact direct avec la quasi-totalité de la surface de la tranche 30 de contact de chaque élément 18 de batterie, quels qu'en soient les défauts de surface. Ceci permet en outre de compenser les défauts d'alignement des tranches 30 des cassettes 18.According to another variant of the invention, which can advantageously be combined with the preceding variant, the contact section of the case of a battery element is perforated with orifices which allow direct contact between the exchange partition of the battery. heat and battery cells, without going through the slice of the holster. According to yet another variant, each battery cell is arranged individually in the housing, without the use of a case. Thus, the lower edge of each battery cell forms a contact wafer that is directly in contact with the heat exchange partition. In the embodiments shown in the figures, the pipe 32 of coolant is formed in the bottom 14 of the housing 12, and the partition 34 of heat exchange is interposed between the bottom 14 of the housing 12 and the battery elements, formed Here, by the cassettes 18. According to the teachings of the invention, the heat exchange partition 34 is formed by a membrane of flexible and elastically deformable material perfectly matching the edge 30 of the cassette 18 under the effect of the pressure of heat transfer fluid circulating in contact with said heat exchange partition 34. This makes it possible to guarantee that the heat exchange partition 34 is in direct contact with almost the entire surface of the contact wafer of each battery element 18, whatever the surface defects. This also makes it possible to compensate for the misalignment of the slices 30 of the cassettes 18.

La cloison 34 d'échange de chaleur est, de plus, avantageusement réalisée en un matériau isolant électriquement le fluide caloporteur des éléments 18 de batterie. Un tel matériau souple, élastique, isolant électrique et bon conducteur de chaleur est formé par un matériau élastomère, par exemple par de la silicone. Pour améliorer les propriétés de conduction de chaleur, sans altérer les autres propriétés de la cloison 34 d'échange de chaleur, on pourra prévoir l'adjonction d'additifs dans la silicone, tel que de la poudre métallique.The partition 34 of heat exchange is, moreover, advantageously made of an electrically insulating material heat transfer fluid 18 battery elements. Such a flexible material, elastic, electrical insulator and good heat conductor is formed by an elastomeric material, for example by silicone. To improve the heat conduction properties, without altering the other properties of the heat exchange partition 34, the addition of additives to the silicone, such as metal powder, can be provided.

De même, pour améliorer les propriétés mécaniques de la cloison 34 d'échange de chaleur, la silicone peut être chargée en fibres de renfort mécanique. A titre d'exemple, la cloison 34 d'échange de chaleur est obtenue à partir d'un mélange de poudre d'aluminium, de polymère de silicone et de catalyseur formant une pate visqueuse. Cette pate est injectée dans un moule plat dans lequel la cloison 34 d'échange de chaleur est formée par vulcanisation à température ambiante sous l'action du catalyseur. Un premier mode de réalisation de l'invention est représenté aux figures 1 et 2. Dans ce premier mode de réalisation de l'invention, le circuit de fluide caloporteur comporte au moins une conduite 32 qui est réalisé dans une face supérieure de la plaque rigide formant le fond 14 du boîtier. Comme représenté à la figure 2, un réseau d'au moins une conduite 32 de fluide caloporteur forme un sillon dans la face supérieure du fond 14. En d'autres termes, la conduite 32 de fluide caloporteur est gravée dans la face supérieure du fond 14, la conduite 32 de fluide caloporteur étant ouverte verticalement vers le haut. Comme représenté à la figure 2, la conduite 32 du circuit forme des circonvolutions de manière à parcourir la quasi-totalité de la surface du fond 14. Des tronçons parallèles adjacents de la conduite sont ainsi séparés par des murets 36 dont la face d'extrémité supérieure forme une portion de la face supérieure du fond 14. La grille 31 est en appui sur ces murets 36 afin de supporter le poids des cellules 20.Similarly, to improve the mechanical properties of the heat exchange partition 34, the silicone can be loaded with mechanical reinforcing fibers. By way of example, the heat exchange partition 34 is obtained from a mixture of aluminum powder, silicone polymer and viscous paste catalyst. This paste is injected into a flat mold in which the heat exchange partition 34 is formed by vulcanization at room temperature under the action of the catalyst. A first embodiment of the invention is shown in Figures 1 and 2. In this first embodiment of the invention, the heat transfer fluid circuit comprises at least one pipe 32 which is formed in an upper face of the rigid plate forming the bottom 14 of the housing. As represented in FIG. 2, a network of at least one heat transfer fluid pipe 32 forms a groove in the upper face of the bottom 14. In other words, the heat transfer fluid pipe 32 is etched in the upper face of the bottom. 14, the pipe 32 of heat transfer fluid being open vertically upwards. As shown in FIG. 2, the pipe 32 of the circuit forms convolutions so as to cover almost the entire surface of the bottom 14. Parallel parallel sections of the pipe are thus separated by walls 36 whose end face upper portion forms a portion of the upper face of the bottom 14. The grid 31 is supported on these walls 36 to support the weight of the cells 20.

La cloison 34 d'échange de chaleur présente un contour de forme rectangulaire complémentaire de celui de la face supérieure du fond 14. La cloison 34 d'échange de chaleur est posée à plat contre la face supérieure du fond 14 pour recouvrir de manière continue la totalité de ladite face, fermant verticalement vers le haut chaque conduite 32 de fluide et recouvrant les murets 36. Ainsi, le fluide caloporteur peut entrer dans la conduite 32 uniquement par un orifice 38 latéral d'entrée, et en sortir uniquement par un orifice 40 latéral de sortie. Ceci oblige ainsi le fluide caloporteur à parcourir la totalité de la conduite 32 entre l'orifice 38 d'entrée et l'orifice 40 de sortie, sans possibilité de s'immiscer entre la face supérieure des murets 36 et la cloison 34 d'échange de chaleur, et sans possibilité de fuir vers le logement du boîtier 12. En variante non représentée de l'invention, la face supérieure du fond comporte un réseau de plusieurs conduites de fluide caloporteur, le fond étant alors équipé d'une pluralité d'orifices d'entrée et d'orifices de sortie. Toutes les conduites sont fermées par une cloison d'échange de chaleur commune qui recouvre de manière continue la totalité du fond.The heat exchange partition 34 has a contour of rectangular shape complementary to that of the upper face of the bottom 14. The heat exchange partition 34 is laid flat against the upper face of the bottom 14 to cover continuously the all of said face, closing vertically upwardly each pipe 32 of fluid and covering the walls 36. Thus, the heat transfer fluid can enter the pipe 32 only through a lateral inlet orifice 38, and exit only through a hole 40 lateral exit. This thus forces the heat transfer fluid to traverse the entire line 32 between the inlet orifice 38 and the outlet orifice 40, without the possibility of interfering between the upper face of the walls 36 and the exchange partition 34 of heat, and without the possibility of escaping towards the housing of the housing 12. In variant not shown of the invention, the upper face of the bottom comprises an array of several heat transfer fluid conduits, the bottom then being equipped with a plurality of inlet and outlet ports. All pipes are closed by a common heat exchange wall which continuously covers the entire bottom.

Selon une autre variante non représentée de l'invention, le fond comporte une pluralité de conduites, chaque conduite formant des circonvolutions pour parcourir une partie associée de la face supérieure du fond, par exemple une partie rectangulaire.According to another variant not shown of the invention, the bottom comprises a plurality of conduits, each conduit forming convolutions for traversing an associated portion of the upper face of the bottom, for example a rectangular portion.

Chacune desdites parties de face supérieure est recouverte de manière étanche et de manière continue par une cloison associée d'échange de chaleur de contour de forme complémentaire. Chaque cloison d'échange de chaleur est ainsi susceptible de fermer vers le haut la conduite associée en recouvrant aussi les murets associés. De cette manière, les différentes cloisons d'échange de chaleur forment un pavage du fond du boîtier. Pour éviter toute fuite de fluide caloporteur vers l'intérieur du boîtier 12 logeant les éléments 18 de batterie, le pourtour de la cloison 34 d'échange de chaleur est fixée de manière étanche sur le fond 14 par collage. Un cordon 42 de colle continu encadrant la cloison 34 d'échange de chaleur est alors interposé entre le fond 14 et la cloison 34 d'échange de chaleur, comme cela est illustré à la figure 3.Each of said top-face portions is sealingly and continuously covered by an associated complementary shape heat exchange partition of complementary shape. Each heat exchange partition is thus likely to close up the associated pipe by also covering the associated walls. In this way, the various heat exchange partitions form a tiling of the bottom of the housing. To avoid any leakage of heat transfer fluid into the housing 12 housing the battery elements 18, the periphery of the partition 34 heat exchange is sealingly attached to the bottom 14 by gluing. A bead 42 of continuous adhesive framing the heat exchange partition 34 is then interposed between the bottom 14 and the heat exchange partition 34, as shown in FIG. 3.

Selon un autre mode de fixation étanche représenté à la figure 4, la cloison 34 d'échange de chaleur est fixée sur la plaque de fond 14 par soudage. Un cordon 44 de soudure encadrant la cloison 34 d'échange de chaleur est réalisé entre une bordure 46 du fond 14 qui entoure la cloison 34 d'échange de chaleur et le pourtour de la cloison 34 d'échange de chaleur. Selon encore un autre mode de fixation étanche représenté à la figure 5, la cloison 34 d'échange de chaleur est fixée au fond 14 par serrage mécanique entre un cadre 48 rapporté et le fond 14 de manière à enserrer verticalement le pourtour de la cloison 34 d'échange de chaleur, par exemple au moyen de vis 50 de serrage. Lors de l'assemblage de la batterie 10, le fond 14 est tout d'abord recouvert de sa cloison 34 d'échange de chaleur. Puis, la grille 31 est posée sur le fond 14 avant de recevoir les cassettes 18 de manière que leur tranche 30 inférieure appuie la cloison 34 d'échange de chaleur contre le fond 14. Le couvercle 16 est ensuite posé sur les cassettes 16 pour permettre le maintien des cassettes 18 en position.According to another embodiment of waterproof fastening shown in Figure 4, the partition 34 of heat exchange is fixed on the bottom plate 14 by welding. A weld bead 44 flanking the heat exchange partition 34 is formed between an edge 46 of the bottom 14 which surrounds the heat exchange partition 34 and the periphery of the heat exchange partition 34. According to yet another embodiment of leakproof fastening shown in FIG. 5, the heat exchange partition 34 is fixed to the bottom 14 by mechanical clamping between an attached frame 48 and the bottom 14 so as to grip the periphery of the partition 34 vertically. heat exchange, for example by means of clamping screws 50. During the assembly of the battery 10, the bottom 14 is first covered by its partition 34 of heat exchange. Then, the grid 31 is placed on the bottom 14 before receiving the cassettes 18 so that their lower portion 30 supports the partition 34 heat exchange against the bottom 14. The cover 16 is then placed on the cassettes 16 to allow holding cassettes 18 in position.

Le montage d'une telle batterie est particulièrement aisé. En effet, le positionnement et la fixation d'une unique cloison 34 d'échange de chaleur plane sur le fond 14 portant le réseau de conduite 32 est très rapide et ne nécessite qu'une seule opération. Les conduites sont en effet déjà réalisées de manière rigide directement dans le fond 14. Lors de l'utilisation de la batterie 10, le circuit est alimenté en fluide caloporteur sous pression par l'intermédiaire de l'orifice 38 d'entrée. Le fluide caloporteur est par exemple injecté dans la 10 conduite 32 au moyen d'une pompe. Le fluide caloporteur parcourt ainsi la conduite 32 jusqu'à l'orifice 40 de sortie. Ce faisant, le fluide caloporteur sous pression déforme élastiquement la cloison 34 d'échange de chaleur pour l'appuyer verticalement contre les tranches 30 de 15 contact des cassettes 18 situées juste au-dessus. La cloison 34 d'échange de chaleur épouse ainsi parfaitement la surface de la tranche 30 inférieure de chaque cassette 18, chassant l'air présent entre la cassette 18 et la cloison 34. La surface de contact entre la tranche 30 inférieure des cassettes 18 et la 20 cloison 34 d'échange de chaleur s'en trouve ainsi augmentée, par rapport à un contact avec une cloison rigide, ce qui favorise les échanges de chaleur entre le fluide caloporteur et les cellules 20 de batterie. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention qui 25 est représenté à la figure 6, la conduite 32 de fluide caloporteur est réalisée dans une poche 52 souple qui est formée en une pièce venue de matière avec la cloison 34 d'échange de chaleur. La poche 52 est ainsi réalisée dans le même matériau que la cloison 34 d'échange de chaleur. 30 La poche 52 présente une forme globalement rectangulaire aplatie qui est équipée d'au moins un orifice 38 latéral d'entrée de fluide caloporteur et d'un orifice 40 latéral de sortie de fluide caloporteur. Chaque orifice présente une section transversale de dimension inférieure à la section transversale de la poche 52. Une unique poche 52 est utilisée pour refroidir plusieurs cassettes 18 adjacentes d'un empilement.The mounting of such a battery is particularly easy. Indeed, the positioning and attachment of a single partition 34 heat exchange plane on the bottom 14 carrying the pipe network 32 is very fast and requires only one operation. The pipes are indeed already made rigidly directly in the bottom 14. When using the battery 10, the circuit is supplied with heat transfer fluid under pressure through the inlet port 38. The heat transfer fluid is for example injected into the pipe 32 by means of a pump. The heat transfer fluid thus travels the pipe 32 to the outlet port 40. In doing so, the heat transfer fluid under pressure elastically deforms the heat exchange partition 34 to support it vertically against the contact strips 30 of cassettes 18 located just above. The heat exchange partition 34 thus perfectly fits the surface of the lower wafer of each cassette 18, expelling the air present between the cassette 18 and the partition 34. The contact surface between the lower wafer of the cassettes 18 and the heat exchange partition 34 is thus increased, compared to a contact with a rigid partition, which promotes the exchange of heat between the heat transfer fluid and the battery cells 20. According to a second embodiment of the invention which is shown in FIG. 6, the heat transfer fluid line 32 is made in a flexible pocket 52 which is formed in a piece integral with the heat exchange partition 34. . The pocket 52 is thus made of the same material as the partition 34 of heat exchange. The pocket 52 has a generally flattened rectangular shape which is equipped with at least one side heat transfer fluid inlet port 38 and a side heat transfer fluid outlet port 40. Each orifice has a cross section smaller in size than the cross section of the pocket 52. A single pocket 52 is used to cool several adjacent cassettes 18 of a stack.

La poche 52 est interposée entre le fond 14 du boîtier et l'empilement de cassettes 18. A cet effet, le fond 14 du boîtier 12 présente dans sa face supérieure un logement 54 destiné à recevoir la poche 52 de fluide caloporteur. Lorsque du fluide caloporteur sous pression alimente la poche 52, celle-ci "gonfle" de manière à épouser parfaitement la surface des tranches 30 de contact des cassettes 18 situés juste au-dessus. Une telle conduite 32 de fluide caloporteur est aisée à positionner et à fixer dans le boîtier 12 de la batterie 10 en une seule opération.The pocket 52 is interposed between the bottom 14 of the housing and the stack of cassettes 18. For this purpose, the bottom 14 of the housing 12 has in its upper face a housing 54 for receiving the pocket 52 of heat transfer fluid. When pressurized heat transfer fluid feeds the bag 52, the bag "swells" so as to perfectly match the surface of the contact strips 30 of cassettes 18 located just above. Such a pipe 32 of heat transfer fluid is easy to position and fix in the housing 12 of the battery 10 in a single operation.

Claims (11)

REVENDICATIONS1. Batterie (10) de véhicule automobile, notamment batterie de traction pour un véhicule électrique ou hybride, comportant : s - au moins un boîtier (12) comportant au moins une conduite (32) de fluide caloporteur séparée de manière étanche de l'intérieur du boîtier (12) par au moins une cloison (34) d'échange de chaleur ; - au moins un élément (18, 20) prismatique d'accumulation 10 d'énergie électrique qui est logé dans le boîtier (12) et qui est en contact par une tranche (30) plane avec une face plane de ladite cloison (34) d'échange de chaleur ; caractérisée en ce que la cloison (34) d'échange de chaleur est formée par une membrane de matériau souple 15 épousant parfaitement la tranche (30) de l'élément (18, 20) de batterie sous l'effet de la pression de fluide caloporteur circulant au contact de ladite cloison (34) d'échange de chaleur.REVENDICATIONS1. Motor vehicle battery (10), in particular a traction battery for an electric or hybrid vehicle, comprising: s - at least one housing (12) comprising at least one heat-transfer fluid line (32) sealed from the inside of the housing (12) by at least one heat exchange partition (34); at least one prismatic electrical energy storage element (18, 20) which is housed in the housing (12) and which is in contact with a planar wafer (30) with a planar face of said partition (34) heat exchange; characterized in that the heat exchanging partition (34) is formed by a flexible material membrane 15 perfectly matching the wafer (30) of the battery member (18, 20) under the effect of fluid pressure. coolant circulating in contact with said partition wall (34) for heat exchange. 2. Batterie (10) de véhicule selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comporte un empilement 20 d'une pluralité d'éléments (18, 20) de batterie dont les tranches (30) de contact sont agencées de manière globalement coplanaire, la tranche (30) de contact de tous les éléments (18, 20) de batterie de l'empilement étant en contact avec une cloison (34) commune d'échange de chaleur. 252. Battery (10) vehicle according to the preceding claim, characterized in that it comprises a stack 20 of a plurality of battery elements (18, 20) whose contact slices (30) are arranged globally coplanar, the wafer (30) of contact of all the battery elements (18, 20) of the stack being in contact with a partition (34) common heat exchange. 25 3. Batterie (10) de véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la conduite (32) de fluide caloporteur est réalisée dans le fond (14) du boîtier (12) et la cloison (34) d'échange de chaleur est intercalée entre le fond (14) du boîtier (12) et les éléments (18, 20) de batterie. 30Vehicle battery (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat transfer fluid line (32) is formed in the bottom (14) of the housing (12) and the partition (34) of heat exchange is interposed between the bottom (14) of the housing (12) and the battery elements (18, 20). 30 4. Batterie (10) de véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la conduite (32) de fluide caloporteur est réalisée dans une face d'une plaque(14) rigide qui est recouverte de manière étanche et continue par la cloison (34) d'échange de chaleur.4. Battery (10) vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that the conduit (32) of heat transfer fluid is formed in a face of a plate (14) which is rigidly sealed and continuous by the partition (34) of heat exchange. 5. Batterie (10) de véhicule selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'un réseau d'au moins une conduite (32) de fluide caloporteur sillonne la face de la plaque (14) rigide.5. Battery (10) vehicle according to the preceding claim, characterized in that a network of at least one pipe (32) of heat transfer fluid travels the face of the plate (14) rigid. 6. Batterie (10) de véhicule selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que la cloison (34) d'échange de chaleur est fixée sur la plaque (14) par collage, un cordon (42) de colle continu encadrant la cloison (34) d'échange de chaleur.6. Battery (10) of a vehicle according to any one of claims 4 or 5, characterized in that the partition (34) of heat exchange is fixed on the plate (14) by gluing, a bead (42) of continuous adhesive framing the partition (34) of heat exchange. 7. Batterie (10) de véhicule selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que la cloison (34) d'échange de chaleur est fixée sur la plaque (14) par soudage, un cordon (44) de soudure encadrant la cloison (34) d'échange de chaleur.Vehicle battery (10) according to one of claims 4 or 5, characterized in that the heat exchange partition (34) is fixed to the plate (14) by welding, a cord (44) of soldering flanking the heat exchange partition (34). 8. Batterie (10) de véhicule selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que la cloison (34) d'échange de chaleur est fixée par serrage mécanique entre un cadre (48) et la plaque (14).Vehicle battery (10) according to one of claims 4 or 5, characterized in that the heat exchange partition (34) is mechanically clamped between a frame (48) and the plate (14). . 9. Batterie (10) de véhicule selon la revendication 3, caractérisée en ce que la cloison (34) d'échange de chaleur est réalisée venue de matière avec une poche (52) en forme de plaque dans laquelle circule le fluide caloporteur et qui est agencée au fond (14) du boîtier (12).9. Battery (10) of a vehicle according to claim 3, characterized in that the partition (34) of heat exchange is made integrally with a pocket (52) in the form of a plate in which circulates the coolant and which is arranged at the bottom (14) of the housing (12). 10. Batterie (10) de véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque élément de batterie est formé par une cassette (18) qui comporte deux cellules (20) de batterie qui sont logée dans un étui (26) métallique qui comporte la tranche (30) de contact avec la cloison (34) d'échange de chaleur.10. Vehicle battery (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that each battery cell is formed by a cassette (18) which comprises two battery cells (20) which are housed in a case (26). ) which comprises the wafer (30) of contact with the wall (34) of heat exchange. 11. Batterie (10) de véhicule selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la tranche (30) de l'étui (26)est ajourée d'orifices permettant un échange de chaleur par conduction directe entre les cellules (20) et la cloison (34) d'échange de chaleur.511. Battery (10) of the vehicle according to the preceding claim, characterized in that the wafer (30) of the case (26) is perforated with orifices for heat exchange by direct conduction between the cells (20) and the partition (34) for heat exchange.5
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