FR3054730A1 - THERMAL CONTROL DEVICE FOR A BATTERY OF A VEHICLE BY INDIRECT CONTACT - Google Patents

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FR3054730A1 FR1657153A FR1657153A FR3054730A1 FR 3054730 A1 FR3054730 A1 FR 3054730A1 FR 1657153 A FR1657153 A FR 1657153A FR 1657153 A FR1657153 A FR 1657153A FR 3054730 A1 FR3054730 A1 FR 3054730A1
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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de régulation thermique pour au moins un élément de stockage d'énergie électrique, comprenant un échangeur de chaleur comportant : • au moins un conduit de circulation d'un fluide caloporteur ; et • une paroi d'étanchéité disposée entre ledit conduit de circulation et lesdits éléments de stockage, la paroi d'étanchéité étant conductrice thermiquement.The present invention relates to a thermal regulation device for at least one electrical energy storage element, comprising a heat exchanger comprising: at least one circulation duct for a heat transfer fluid; and a sealing wall disposed between said circulation duct and said storage elements, the sealing wall being thermally conductive.

Description

© N° de publication : 3 054 730 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)© Publication no .: 3,054,730 (use only for reproduction orders)

©) N° d’enregistrement national : 16 57153 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE©) National registration number: 16 57153 ® FRENCH REPUBLIC

INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLENATIONAL INSTITUTE OF INDUSTRIAL PROPERTY

COURBEVOIE © Int Cl8 : H 01 M 10/6554 (2017.01), H 01 M 10/6556, 10/6567COURBEVOIE © Int Cl 8 : H 01 M 10/6554 (2017.01), H 01 M 10/6556, 10/6567

DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1A1 PATENT APPLICATION

©) Date de dépôt : 26.07.16. ©) Date of filing: 07.26.16. © Demandeur(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES © Applicant (s): VALEO THERMAL SYSTEMS (30) Priorité : (30) Priority: Société par actions simplifiée — FR. Simplified joint stock company - FR. @ Inventeur(s) : MULLER JEAN DAMIEN, ROBILLON @ Inventor (s): MULLER JEAN DAMIEN, ROBILLON LIONEL, BARRE BORIS et POURMARIN ALAIN. LIONEL, BARRE BORIS and POURMARIN ALAIN. (43) Date de mise à la disposition du public de la (43) Date of public availability of the demande : 02.02.18 Bulletin 18/05. request: 02.02.18 Bulletin 18/05. ©) Liste des documents cités dans le rapport de ©) List of documents cited in the report recherche préliminaire : Se reporter à la fin du preliminary research: Refer to end of présent fascicule present booklet (© Références à d’autres documents nationaux (© References to other national documents ® Titulaire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES ® Holder (s): VALEO THERMAL SYSTEMS apparentés : related: Société par actions simplifiée. Joint stock company. ©) Demande(s) d’extension : ©) Extension request (s): © Mandataire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES. © Agent (s): VALEO THERMAL SYSTEMS.

UNE BATTERIE D'UN VEHICULE PAR CONTACTA VEHICLE CONTACT BATTERY

DISPOSITIF DE REGULATION THERMIQUE POUR INDIRECT.THERMAL REGULATION DEVICE FOR INDIRECT.

FR 3 054 730 - A1 (6(2 La présente invention concerne un dispositif de régulation thermique pour au moins un élément de stockage d'énergie électrique, comprenant un échangeur de chaleur comportant:FR 3 054 730 - A1 (6 (2 The present invention relates to a thermal regulation device for at least one element for storing electrical energy, comprising a heat exchanger comprising:

au moins un conduit de circulation d'un fluide caloporteur; et une paroi d'étanchéité disposée entre ledit conduit de circulation et lesdits éléments de stockage, la paroi d'étanchéité étant conductrice thermiquement.at least one conduit for circulation of a heat transfer fluid; and a sealing wall disposed between said circulation duct and said storage elements, the sealing wall being thermally conductive.

Figure FR3054730A1_D0001
Figure FR3054730A1_D0002

ii

Dispositif de régulation thermique pour une batterie d'un véhicule par contact indirectThermal regulation device for a vehicle battery by indirect contact

1. Domaine de l'invention1. Field of the invention

L'invention se rapporte au domaine des appareils de régulation thermique d'un ensemble d'au moins une batterie, et plus particulièrement d'un dispositif de régulation thermique à liquide caloporteur pour un ensemble d'au moins une batterie équipant un véhicule automobile dont la propulsion est fournie en tout ou partie par une motorisation électrique.The invention relates to the field of thermal regulation devices for an assembly of at least one battery, and more particularly of a thermal regulation device with heat transfer liquid for a set of at least one battery equipping a motor vehicle, propulsion is provided in whole or in part by an electric motor.

2. Art antérieur2. Prior art

La régulation thermique de la batterie, notamment dans le domaine des véhicules électriques et hybrides, est un point important. En effet, la température de la batterie doit être régulée afin d'assurer la fiabilité, l'autonomie, et la performance du véhicule, tout en optimisant la durée de vie de la batterie.The thermal regulation of the battery, especially in the field of electric and hybrid vehicles, is an important point. Indeed, the temperature of the battery must be regulated in order to ensure the reliability, the autonomy, and the performance of the vehicle, while optimizing the lifespan of the battery.

Dans les véhicules électriques ou hybrides, la batterie est généralement réalisée sous forme de cellules de stockage d'énergie électrique. Ces cellules de stockage d'énergie sont positionnées dans un boîtier de protection et forment, avec ce boîtier, ce que l'on appelle un pack-batterie.In electric or hybrid vehicles, the battery is generally produced in the form of electrical energy storage cells. These energy storage cells are positioned in a protective box and form, with this box, what is called a battery pack.

Afin de réguler la température de la batterie, il est connu d'utiliser un dispositif de régulation thermique. On pourra à ce propos se reporter au document EP 2 599 153 (BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG) présentant un tel dispositif de régulation thermique qui utilise un fluide caloporteur circulant, par exemple, au moyen d'une pompe dans un circuit de conduits. Cet échangeur thermique est positionné directement au contact de la batterie, au fond du boîtier de protection, et le fluide caloporteur peut ainsi absorber la chaleur émise par la batterie afin de refroidir cette dernière ou bien, selon les besoins, lui apporter de la chaleur si la température de la batterie est insuffisante pour son bon fonctionnement.In order to regulate the temperature of the battery, it is known to use a thermal regulation device. In this connection, reference may be made to document EP 2 599 153 (BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG) presenting such a thermal regulation device which uses a heat transfer fluid circulating, for example, by means of a pump in a circuit of conduits. This heat exchanger is positioned directly in contact with the battery, at the bottom of the protective housing, and the heat transfer fluid can thus absorb the heat emitted by the battery in order to cool the latter or, if necessary, provide it with heat if the temperature of the battery is insufficient for its proper functioning.

Le fluide caloporteur généralement utilisé est l'air ambiant ou des liquides, par exemple de l'eau, un mélange d'eau et de glycol, ou tout autre fluide analogue. Les liquides étant de meilleurs conducteurs thermiques que les gaz, ils constituent une solution privilégiée car plus efficace. Cependant, l'utilisation d'un liquide caloporteur peut poser des problèmes, notamment en cas d'accidents ou de chocs pour le véhicule. Par exemple, il peut résulter des problèmes d'étanchéité et de fuites ou de dégradation des éléments de connexion du circuit de conduits.The heat transfer fluid generally used is ambient air or liquids, for example water, a mixture of water and glycol, or any other similar fluid. As liquids are better thermal conductors than gases, they are a preferred solution because they are more efficient. However, the use of a heat transfer liquid can cause problems, especially in the event of accidents or impacts to the vehicle. For example, leakage and leakage or degradation of the connection elements of the duct circuit can result.

Une telle situation est problématique. En effet, si le liquide caloporteur rentre en contact avec les cellules de stockage d'énergie électrique du pack-batterie, alimentées en électricité, ceci peut entraîner des courts circuits et autres problèmes dangereux pour le conducteur et les passagers (risque d'emballement thermique et d'incendie notamment).Such a situation is problematic. Indeed, if the heat transfer liquid comes into contact with the electric energy storage cells of the battery pack, supplied with electricity, this can lead to short circuits and other dangerous problems for the driver and passengers (risk of thermal runaway and fire in particular).

Un autre inconvénient de la technique décrite dans ce document de l'art antérieur réside dans les difficultés de maintenance rencontrées lors du remplacement ou d'une intervention sur la batterie. En effet, ces opérations nécessitent de toucher la batterie, qui est en contact direct avec l'échangeur thermique, et il existe donc un risque d'endommager l'échangeur.Another drawback of the technique described in this document of the prior art lies in the maintenance difficulties encountered during replacement or intervention on the battery. Indeed, these operations require touching the battery, which is in direct contact with the heat exchanger, and there is therefore a risk of damaging the exchanger.

En outre, dans le cas d'un contact direct en présence d'un matériau d'interface thermique inséré entre l'échangeur et la batterie, les opérations de maintenance sont rendues laborieuses par les propriétés du matériau d'interface thermique qui font que le retrait de la batterie par rapport à l'échangeur ne peut se faire sans endommager ce dernier, du fait d'un phénomène de ventouse entre le matériau d'interface thermique et l'échangeur.In addition, in the case of direct contact in the presence of a thermal interface material inserted between the exchanger and the battery, the maintenance operations are made laborious by the properties of the thermal interface material which make the removal of the battery relative to the exchanger cannot be done without damaging the latter, due to a suction cup phenomenon between the thermal interface material and the exchanger.

Par ailleurs, le développement des véhicules électriques et hybrides fait naître de nouvelles contraintes concernant le packaging des batteries électriques. En effet, l'espace dédié à l'échangeur thermique est de plus en plus restreint et nécessite de développer de nouveaux moyens de maintien de l'échangeur thermique contre la batterie à refroidir. Par exemple, le document EP 2 599 153 propose de positionner un ressort de faible encombrement entre la multiplicité de tubes de l'échangeur thermique et le fond du boîtier de protection du pack-batterie, de façon à assurer le contact, et ainsi améliorer l'échange thermique, entre la batterie et l'échangeur.In addition, the development of electric and hybrid vehicles gives rise to new constraints concerning the packaging of electric batteries. In fact, the space dedicated to the heat exchanger is becoming more and more limited and requires the development of new means of maintaining the heat exchanger against the battery to be cooled. For example, document EP 2 599 153 proposes to position a space-saving spring between the multiplicity of tubes of the heat exchanger and the bottom of the protective case of the battery pack, so as to ensure contact, and thus improve the 'heat exchange, between the battery and the exchanger.

Un des buts de l'invention est, dans au moins un mode de réalisation, de remédier aux inconvénients précités et de répondre aux nouvelles contraintes imposées dans le domaine.One of the aims of the invention is, in at least one embodiment, to remedy the aforementioned drawbacks and to respond to the new constraints imposed in the field.

3. Résumé de l'invention3. Summary of the invention

A cet effet, l'invention propose un dispositif de régulation thermique pour au moins un élément de stockage d'énergie électrique, comprenant un échangeur de chaleur comportant :To this end, the invention provides a thermal regulation device for at least one electrical energy storage element, comprising a heat exchanger comprising:

• au moins un conduit de circulation d'un fluide caloporteur ; et • une paroi d'étanchéité disposée entre ledit conduit de circulation et lesdits éléments de stockage, la paroi d'étanchéité étant conductrice thermiquement.• at least one circulation pipe for a heat transfer fluid; and • a sealing wall disposed between said circulation duct and said storage elements, the sealing wall being thermally conductive.

Ainsi, le dispositif de l'invention sécurise, par le biais de la paroi d'étanchéité, les éléments de stockage d'énergie électrique (par exemple une batterie) par rapport à l'échangeur, afin de les protéger en cas de fuite du fluide de l'échangeur.Thus, the device of the invention secures, by means of the sealing wall, the elements for storing electrical energy (for example a battery) relative to the exchanger, in order to protect them in the event of leakage from the exchanger fluid.

La paroi d'étanchéité est, en outre, configurée pour présenter des propriétés thermiques optimales de façon à faciliter les échanges thermiques entre les éléments de stockage d'énergie électrique et l'échangeur.The sealing wall is, moreover, configured to have optimal thermal properties so as to facilitate heat exchanges between the electrical energy storage elements and the exchanger.

Ainsi, la paroi d'étanchéité permet d'obtenir un compromis optimal entre sécurité et refroidissement de la batterie.Thus, the sealing wall makes it possible to obtain an optimal compromise between safety and cooling of the battery.

Selon un aspect de l'invention, la paroi d'étanchéité est formée en matériau métallique, par exemple en aluminium ou en acier inoxydable.According to one aspect of the invention, the sealing wall is formed from metallic material, for example aluminum or stainless steel.

Selon un autre aspect de l'invention, la paroi d'étanchéité présente une conduction thermique comprise entre 15 W/m.K et 230 W/m.K.According to another aspect of the invention, the sealing wall has a thermal conduction of between 15 W / m.K and 230 W / m.K.

Ainsi, la paroi d'étanchéité, qui est fabriquée dans un matériau thermiquement conducteur, est choisie de façon à présenter une valeur de conduction thermique située dans cet intervalle et favorisant les échanges calorifiques entre les éléments de stockage d'énergie et l'échangeur de chaleur, à travers celle-ci.Thus, the sealing wall, which is made of a thermally conductive material, is chosen so as to have a thermal conduction value situated in this interval and favoring the heat exchanges between the energy storage elements and the heat exchanger. heat, through it.

Selon un aspect de l'invention, la paroi d'étanchéité est une plaque.According to one aspect of the invention, the sealing wall is a plate.

Selon un autre aspect de l'invention, la surface de la paroi d'étanchéité située du côté des éléments de stockage d'énergie électrique épouse la forme de ces éléments.According to another aspect of the invention, the surface of the sealing wall located on the side of the electrical energy storage elements follows the shape of these elements.

Ainsi, le contact entre les éléments de stockage d'énergie électrique et la paroi d'étanchéité est optimal afin de faciliter et d'améliorer les échanges calorifiques.Thus, the contact between the electrical energy storage elements and the sealing wall is optimal in order to facilitate and improve the heat exchanges.

Selon un autre aspect de l'invention, l'échangeur comprend deux plaques fixées ensemble pour délimiter le conduit, les plaques comprenant une pluralité de canaux.According to another aspect of the invention, the exchanger comprises two plates fixed together to delimit the duct, the plates comprising a plurality of channels.

Alternativement, l'échangeur comprend un tube délimitant le conduit, le tube délimitant de préférence une pluralité de canaux.Alternatively, the exchanger comprises a tube delimiting the conduit, the tube preferably delimiting a plurality of channels.

Ainsi, les conduits de l'échangeur présentent une pluralité de canaux permettant la circulation du fluide caloporteur destiné à refroidir ou, selon le besoin, à chauffer les éléments de stockage d'énergie électrique.Thus, the exchanger conduits have a plurality of channels allowing the circulation of the heat transfer fluid intended to cool or, as necessary, to heat the electrical energy storage elements.

Selon un aspect de l'invention, l'élément de stockage d'énergie électrique est une cellule électrique, par exemple de type cylindrique, prismatique, ou en poche.According to one aspect of the invention, the electrical energy storage element is an electrical cell, for example of the cylindrical, prismatic, or pocket type.

Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de régulation thermique comprend un boîtier avec un compartiment de logement de l'élément de stockage et un compartiment de logement de l'échangeur, la paroi d'étanchéité séparant les deux compartiments.According to another aspect of the invention, the thermal regulation device comprises a housing with a housing compartment for the storage element and a housing compartment for the exchanger, the sealing wall separating the two compartments.

Alternativement, le dispositif de régulation thermique comprend un boîtier de logement de l'élément de stockage d'énergie électrique, la paroi d'étanchéité étant formée par une paroi du boîtier, le dispositif comprenant en outre une paroi de support de l'échangeur fixée sur le boîtier.Alternatively, the thermal regulation device comprises a housing for housing the electrical energy storage element, the sealing wall being formed by a wall of the housing, the device further comprising a fixed exchanger support wall. on the housing.

Avantageusement, la paroi d'étanchéité joue le rôle de barrière entre le compartiment du boîtier dans lequel sont logés les éléments de stockage d'énergie électrique et le compartiment dans lequel est logé l'échangeur de chaleur. Ainsi, le compartiment recevant l'échangeur est donc soit inclus directement dans le boîtier (la paroi délimitant les deux compartiments du boîtier), ou bien il est rapporté ou fixé au boîtier, par exemple par la mise en œuvre d'une paroi de support (la paroi d'étanchéité formant une paroi du boîtier).Advantageously, the sealing wall acts as a barrier between the compartment of the housing in which the electrical energy storage elements are housed and the compartment in which the heat exchanger is housed. Thus, the compartment receiving the exchanger is therefore either included directly in the housing (the wall delimiting the two compartments of the housing), or it is attached or fixed to the housing, for example by the implementation of a support wall (the sealing wall forming a wall of the housing).

Selon encore un autre aspect de l'invention, le fluide est un fluide réfrigérant ou un liquide de refroidissement.According to yet another aspect of the invention, the fluid is a cooling fluid or a cooling liquid.

4. Figures4. Figures

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels :Other characteristics and advantages will appear more clearly on reading the following detailed description of several particular embodiments of the invention, given by way of simple illustrative and nonlimiting examples, and of the appended drawings, among which:

la figure 1 représente schématiquement en coupe transversale un premier mode de réalisation d'un pack-batterie selon la présente invention ;Figure 1 shows schematically in cross section a first embodiment of a battery pack according to the present invention;

la figure 2 présente de façon schématique un premier mode de réalisation des moyens de maintien d'un échangeur dans un pack-batterie ;Figure 2 shows schematically a first embodiment of the means for holding an exchanger in a battery pack;

la figure 3 présente de façon schématique un deuxième mode de réalisation des moyens de maintien d'un échangeur dans un pack-batterie ;Figure 3 shows schematically a second embodiment of the means for holding an exchanger in a battery pack;

la figure 4 représente schématiquement en coupe transversale un deuxième mode de réalisation d'un pack-batterie selon la présente invention ;Figure 4 shows schematically in cross section a second embodiment of a battery pack according to the present invention;

la figure 5 présente de façon schématique une variante du mode de réalisation de la figure 1 ;Figure 5 shows schematically a variant of the embodiment of Figure 1;

la figure 6 présente de façon schématique une autre variante du mode de réalisation de la figure 1 ;Figure 6 shows schematically another variant of the embodiment of Figure 1;

la figure 7A représente une vue éclatée d'un premier type de conduit de circulation du fluide caloporteur ;FIG. 7A represents an exploded view of a first type of conduit for circulation of the heat-transfer fluid;

la figure 7B est une vue en coupe transversale du conduit de circulation de la figure 7A, après assemblage ; et la figure 8 est une vue schématique d'un deuxième type de conduit de circulation du fluide caloporteur.Figure 7B is a cross-sectional view of the circulation conduit of Figure 7A, after assembly; and FIG. 8 is a schematic view of a second type of pipe for circulation of the heat transfer fluid.

5. Description détaillée de plusieurs modes de réalisation de l'invention5. Detailed description of several embodiments of the invention

5.1 Principe général de l'invention5.1 General principle of the invention

L'invention propose donc d'optimiser les dispositifs de régulation thermique de la batterie d'un véhicule hybride ou électrique par la mise en œuvre d'une paroi d'étanchéité, au sein du pack-batterie, entre la batterie et l'échangeur de chaleur. Ainsi, cette paroi, thermiquement conductrice, permet les échanges calorifiques entre la batterie et l'échangeur tout en garantissant l'étanchéité du compartiment batterie contre les risques de fuite de fluide de l'échangeur en cas d'accident, par exemple. Le contact, et les échanges calorifiques, entre la batterie et l'échangeur sont donc réalisés par l'intermédiaire de la paroi d'étanchéité. Ce contact est donc indirect.The invention therefore proposes to optimize the thermal regulation devices of the battery of a hybrid or electric vehicle by the implementation of a sealing wall, within the battery pack, between the battery and the exchanger. heat. Thus, this thermally conductive wall allows heat exchanges between the battery and the exchanger while guaranteeing the sealing of the battery compartment against the risks of leakage of fluid from the exchanger in the event of an accident, for example. The contact, and the heat exchanges, between the battery and the exchanger are therefore made via the sealing wall. This contact is therefore indirect.

5.2 Description d'un premier mode de réalisation de l'invention5.2 Description of a first embodiment of the invention

Sur les différentes figures, sauf indication contraire, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence et présentent les mêmes caractéristiques techniques et modes de fonctionnement.In the various figures, unless otherwise indicated, identical elements have the same reference numbers and have the same technical characteristics and operating modes.

La figure 1 illustre le principe général de l'invention, selon un premier mode de réalisation, dans lequel un pack-batterie 1 est représenté. Ce pack-batterie 1 comprend des parois délimitant un boîtier 10 dans lequel au moins une batterie 2 est logée. De façon classique, la batterie 2 est composée de plusieurs cellules/éléments de stockage électrique ou accumulateurs reliés entre eux.Figure 1 illustrates the general principle of the invention, according to a first embodiment, in which a battery pack 1 is shown. This battery pack 1 comprises walls delimiting a housing 10 in which at least one battery 2 is housed. Conventionally, the battery 2 is composed of several cells / electrical storage elements or accumulators connected together.

Afin de réguler la température de la batterie 2, le pack-batterie 1 est équipé d'un échangeur de chaleur 4 présentant une pluralité de conduits 41 de circulation d'un fluide caloporteur.In order to regulate the temperature of the battery 2, the battery pack 1 is equipped with a heat exchanger 4 having a plurality of conduits 41 for circulation of a heat transfer fluid.

Le fluide caloporteur peut être du type réfrigérant, c'est-à-dire un mélange d'eau et de gaz, ou bien un liquide de refroidissement, c'est-à-dire un mélange d'eau et de glycol.The heat transfer fluid may be of the refrigerant type, that is to say a mixture of water and gas, or else a cooling liquid, that is to say a mixture of water and glycol.

Les conduits de circulation 41 sont obtenus, comme illustré sur les figures 7A et 7B, par assemblage de deux plaques 412a, 412b. L'une des plaques 412a présente au moins une paroi 413, qui s'étend généralement selon un plan perpendiculaire au plan de la plaque 412a, et qui, lorsque les plaques 412a et 412b sont fixées entre-elles, délimite une pluralité de canaux 414 de circulation du fluide caloporteur.The circulation conduits 41 are obtained, as illustrated in FIGS. 7A and 7B, by assembling two plates 412a, 412b. One of the plates 412a has at least one wall 413, which generally extends along a plane perpendicular to the plane of the plate 412a, and which, when the plates 412a and 412b are fixed together, delimits a plurality of channels 414 circulation of the heat transfer fluid.

Dans une variante, illustrée sur la figure 8, les conduits 41 de circulation se présentent sous la forme de tubes 415 plats, comprenant une pluralité de parois 416 délimitant une pluralité de canaux 417 de circulation du fluide caloporteur.In a variant, illustrated in FIG. 8, the circulation conduits 41 are in the form of tubes 415 flat, comprising a plurality of walls 416 delimiting a plurality of channels 417 for circulation of the heat transfer fluid.

Dans une autre variante (non représentée), il est possible de mettre en œuvre des conduits 41 de circulation de fluide hybrides, c'est-à-dire des conduits 41 qui sont obtenus par une combinaison de plaques 412 et de tubes 415.In another variant (not shown), it is possible to use conduits 41 for circulation of hybrid fluid, that is to say conduits 41 which are obtained by a combination of plates 412 and tubes 415.

Selon l'invention, l'échangeur de chaleur 4 comprend une paroi d'étanchéité 3, fixée de manière étanche au boîtier 10 du pack-batterie 1. Selon un premier mode de réalisation, illustré sur la figure 1, la paroi d'étanchéité 3 est fixée dans le boîtier 10 de façon à délimiter un compartiment batterie 11, dans lequel est logé la batterie 2, et un compartiment échangeur 12, dans lequel est logé l'échangeur de chaleur 4.According to the invention, the heat exchanger 4 comprises a sealing wall 3, fixed in sealed manner to the housing 10 of the battery pack 1. According to a first embodiment, illustrated in FIG. 1, the sealing wall 3 is fixed in the housing 10 so as to delimit a battery compartment 11, in which the battery 2 is housed, and an exchanger compartment 12, in which the heat exchanger 4 is housed.

Comme illustré sur la figure 1, la batterie 2 repose sur la face supérieure de la paroi d'étanchéité 3, tandis que les conduits 41 de circulation du fluide s'étendent sous la paroi d'étanchéité 3 et sont en contact avec la face inférieure de la paroi 3 à travers cette dernière. Les échanges thermiques entre la batterie 2 et l'échangeur 4 se font donc au niveau de la paroi d'étanchéité 3. Le fluide caloporteur circulant dans les conduits 41 de l'échangeur 4 peut ainsi absorber l'énergie calorifique de la batterie 2 au travers de la paroi d'étanchéité 3.As illustrated in FIG. 1, the battery 2 rests on the upper face of the sealing wall 3, while the conduits 41 for circulation of the fluid extend under the sealing wall 3 and are in contact with the lower face of the wall 3 through the latter. The heat exchanges between the battery 2 and the exchanger 4 therefore take place at the level of the sealing wall 3. The heat transfer fluid circulating in the conduits 41 of the exchanger 4 can thus absorb the heat energy from the battery 2 at through the sealing wall 3.

La paroi d'étanchéité 3 sert de séparateur ou de barrière, et protège la batterie 2 en cas de fuite du fluide caloporteur contenu dans l'échangeur 4, une telle fuite pouvant être provoquée, par exemple, par un choc ou un accident.The sealing wall 3 serves as a separator or barrier, and protects the battery 2 in the event of a leak in the heat transfer fluid contained in the exchanger 4, such a leak being able to be caused, for example, by an impact or an accident.

La fixation étanche de la paroi 3 au boîtier 10 peut notamment être effectuée par soudure ou par surmoulage du boîtier 10 sur la paroi d'étanchéité 3. Ainsi, en cas de fuite au niveau de l'échangeur 4, le fluide caloporteur ne peut se répandre que dans le compartiment échangeur 12, rendu étanche par la paroi d'étanchéité 3. II n'y a donc aucun risque pour que le fluide caloporteur entre en contact avec la batterie 2. La présente invention réduit donc fortement les risques de court-circuit ou autres problèmes électriques pouvant intervenir en cas de contact entre la batterie 2 et le fluide caloporteur.The sealed attachment of the wall 3 to the housing 10 can in particular be carried out by welding or by overmolding of the housing 10 on the sealing wall 3. Thus, in the event of a leak at the exchanger 4, the heat transfer fluid cannot spread that in the exchanger compartment 12, sealed by the sealing wall 3. There is therefore no risk for the heat transfer fluid to come into contact with the battery 2. The present invention therefore greatly reduces the risks of short- circuit or other electrical problems which may occur in the event of contact between the battery 2 and the heat transfer fluid.

Afin d'optimiser les échanges calorifiques entre les batteries 2 et l'échangeur de chaleur 4, le contact doit être optimal entre, d'une part, la paroi d'étanchéité 3 et la batterie 2, et d'autre part, entre la paroi d'étanchéité 3 et l'échangeur de chaleur 4. Pour ce faire, la paroi d'étanchéité 3 présente une surface inférieure plane, dite première surface, orientée vers l'échangeur de chaleur 4, afin que les conduits 41 de circulation soient plaqués contre la paroi 3 de manière à fournir un contact optimal entre l'échangeur 4 et la paroi 3.In order to optimize the heat exchanges between the batteries 2 and the heat exchanger 4, the contact must be optimal between, on the one hand, the sealing wall 3 and the battery 2, and on the other hand, between the sealing wall 3 and the heat exchanger 4. To do this, the sealing wall 3 has a flat bottom surface, called the first surface, facing the heat exchanger 4, so that the conduits 41 for circulation are pressed against the wall 3 so as to provide optimal contact between the exchanger 4 and the wall 3.

Par ailleurs, la surface supérieure de la paroi d'étanchéité 3 orientée vers la batterie 2, dite deuxième surface, opposée à la première surface, présente une forme correspondante à la forme des cellules de stockage d'énergie électrique de manière à également fournir un contact optimal entre la batterie 2 et la paroi d'étanchéité 3.Furthermore, the upper surface of the sealing wall 3 oriented towards the battery 2, called the second surface, opposite the first surface, has a shape corresponding to the shape of the electrical energy storage cells so as to also provide a optimal contact between the battery 2 and the sealing wall 3.

Ainsi, la paroi d'étanchéité 3 est configurée pour améliorer le contact d'une part avec l'échangeur 4 et d'autre part avec la batterie 2 afin de favoriser/maximiser les échanges thermiques.Thus, the sealing wall 3 is configured to improve the contact on the one hand with the exchanger 4 and on the other hand with the battery 2 in order to promote / maximize the heat exchanges.

Dans ce premier mode de réalisation, la batterie 2 repose sur la paroi d'étanchéité 3, par gravité. L'échangeur de chaleur 4 étant situé sous la paroi d'étanchéité 3, il est donc nécessaire de mettre en œuvre des moyens de maintien des conduits 41 de circulation du fluide contre la paroi d'étanchéité 3 afin de réaliser un contact optimal entre ces deux éléments.In this first embodiment, the battery 2 rests on the sealing wall 3, by gravity. The heat exchanger 4 being located under the sealing wall 3, it is therefore necessary to implement means for holding the conduits 41 for circulation of the fluid against the sealing wall 3 in order to achieve optimal contact between these two elements.

Les figures 2 et 3 illustrent deux modes de réalisation des moyens de maintien des conduits 41 contre la paroi d'étanchéité 3.FIGS. 2 and 3 illustrate two embodiments of the means for holding the conduits 41 against the sealing wall 3.

La figure 2 est une vue partielle du pack-batterie 1 de la figure 1 dans lequel le boîtier 10 n'a pas été représenté pour des questions de clarté. Dans cet exemple, les moyens de maintien des conduits 41 de circulation du fluide contre la paroi d'étanchéité 3 se présentent sous la forme d'une colle thermique 6. Cette colle thermique 6, du type colle thermique à base Epoxy, ou silicone sans limitation du type de charges, par exemple, permet une fixation solide des conduits 41 sur la paroi d'étanchéité 3 tout en favorisant les échanges thermiques entre les conduits 41 et la paroi 3. Dans une variante (non illustrée), il est possible de braser ou souder, plutôt que de coller, les conduits 41 de circulation à la paroi 3.Figure 2 is a partial view of the battery pack 1 of Figure 1 in which the housing 10 has not been shown for clarity. In this example, the means for holding the conduits 41 for circulation of the fluid against the sealing wall 3 are in the form of a thermal adhesive 6. This thermal adhesive 6, of the thermal adhesive type based on Epoxy, or silicone without limitation of the type of load, for example, allows a solid fixing of the conduits 41 on the sealing wall 3 while promoting heat exchanges between the conduits 41 and the wall 3. In a variant (not illustrated), it is possible to braze or weld, rather than glue, the ducts 41 for circulation to the wall 3.

La figure 3 est une vue partielle du pack-batterie 1 de la figure 1 dans lequel le boîtier 10 n'a pas non plus été représenté pour des questions de clarté. Dans cet exemple, les moyens de maintien des conduits 41 de circulation du fluide contre la paroi d'étanchéité 3 se présentent sous la forme d'un élément élastique 7. Ainsi, chacun des conduits 41 de circulation du fluide est maintenu contre la paroi d'étanchéité 3 par le biais d'un élément élastique 7 qui fournit une force de poussée F permettant ainsi de plaquer/maintenir les conduits 41 contre la paroi 3. Préférentiellement, l'élément élastique 7 se présente sous la forme d'un ressort.Figure 3 is a partial view of the battery pack 1 of Figure 1 in which the housing 10 has also not been shown for clarity. In this example, the means for holding the conduits 41 for circulating the fluid against the sealing wall 3 are in the form of an elastic element 7. Thus, each of the conduits 41 for circulating the fluid is held against the wall d sealing 3 by means of an elastic element 7 which provides a pushing force F thus making it possible to press / hold the conduits 41 against the wall 3. Preferably, the elastic element 7 is in the form of a spring.

Afin d'améliorer encore le contact et les échanges thermiques entre les conduits 41 et la paroi d'étanchéité 3, un intercalaire 8 fabriqué dans un matériau présentant une forte conductance thermique est ici inséré/intercalé entre les conduits 41 et la paroi 3. Plus particulièrement, l'intercalaire 8 peut se présenter sous la forme d'une graisse, d'un coussinet ou tapis (« pad » en anglais), ou d'une pâte de liaison (« gap filler » en anglais), notamment.In order to further improve the contact and the heat exchanges between the conduits 41 and the sealing wall 3, an interlayer 8 made of a material having a high thermal conductance is here inserted / interposed between the conduits 41 and the wall 3. More in particular, the interlayer 8 can be in the form of a grease, a pad or carpet (“pad” in English), or a bonding paste (“gap filler” in English), in particular.

Dans une autre variante (non représentée), il est possible de combiner la mise en œuvre d'une colle thermique 6 et d'un élément élastique 7 lorsque les contraintes mécaniques sont trop importantes et ne peuvent pas être supportées par la colle thermique 6 seule, ou l'élément élastique 7 seul.In another variant (not shown), it is possible to combine the use of a thermal adhesive 6 and an elastic element 7 when the mechanical stresses are too great and cannot be supported by thermal adhesive 6 alone , or the elastic element 7 alone.

5.3 Description d'un deuxième mode de réalisation de l'invention5.3 Description of a second embodiment of the invention

La figure 4 illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel un pack-batterie 1 est représenté. Le pack-batterie 1 est, de façon similaire au premier mode de réalisation, apte à recevoir au moins une batterie 2 et un échangeur de chaleurFIG. 4 illustrates a second embodiment of the invention in which a battery pack 1 is shown. The battery pack 1 is, similarly to the first embodiment, capable of receiving at least one battery 2 and a heat exchanger

4.4.

Dans ce deuxième mode de réalisation, le boîtier 10 est formé par une pluralité de parois et est apte à recevoir la batterie 2. L'échangeur 4 comprend une paroi d'étanchéité 3 qui fait partie intégrante du boîtier 10. En d'autres termes, la paroi d'étanchéité 3 forme ici la paroi de fond du boîtier 10, délimitant ainsi le compartiment batterie 11 dans lequel est logée la batterie 2. Le compartiment échangeur 12, recevant l'échangeur de chaleur 4, est délimité par la mise en œuvre d'une paroi de support 5 qui est fixée à la paroi d'étanchéité 3 et au boîtier 10.In this second embodiment, the housing 10 is formed by a plurality of walls and is capable of receiving the battery 2. The exchanger 4 comprises a sealing wall 3 which is an integral part of the housing 10. In other words , the sealing wall 3 here forms the bottom wall of the housing 10, thus delimiting the battery compartment 11 in which the battery 2 is housed. The exchanger compartment 12, receiving the heat exchanger 4, is delimited by setting work of a support wall 5 which is fixed to the sealing wall 3 and to the housing 10.

Dans cet exemple, l'étanchéité entre les deux compartiments 11 et 12 du packbatterie 1 peut notamment être obtenue par mise en contact et serrage de la paroi de support 5 et de la paroi d'étanchéité 3 sur le boîtier 10 en présence d'un ou plusieurs joints d'étanchéité (non illustrés). Pour ce faire, un élément de serrage (non représenté) se présentant, par exemple, sous la forme d'un cadre ou d'un ensemble de pattes est disposé sur le pourtour de la paroi de support 5 et est fixé sur le boîtier 10 au moyen de vis, par exemple.In this example, the seal between the two compartments 11 and 12 of the battery pack 1 can in particular be obtained by bringing the support wall 5 and the sealing wall 3 onto the housing 10 into contact and tightening in the presence of a or more seals (not shown). To do this, a clamping element (not shown), for example in the form of a frame or a set of legs, is arranged around the periphery of the support wall 5 and is fixed to the housing 10. using screws, for example.

II est également possible de fixer le boîtier 10, la paroi d'étanchéité 3 et la paroi de support 5 par soudage, par exemple. Toute autre technique de fixation permettant de garantir l'étanchéité du compartiment batterie 11 par rapport au compartiment échangeur 12 peut, bien évidemment, être mise en œuvre ici sans s'éloigner du principe de l'invention.It is also possible to fix the housing 10, the sealing wall 3 and the support wall 5 by welding, for example. Any other fixing technique making it possible to guarantee the tightness of the battery compartment 11 relative to the exchanger compartment 12 can, of course, be implemented here without departing from the principle of the invention.

Dans cet exemple, il est possible de s'affranchir de la mise en œuvre des moyens de maintien des conduits 41 de circulation du fluide contre la paroi d'étanchéité 3. En effet, comme illustré sur la figure 4, la paroi de support 5 est configurée pour permettre l'insertion des conduits 41 entre la paroi de support 5 et la paroi d'étanchéité 3, tout en permettant un maintien optimal des conduits 41 contre la paroi d'étanchéité 3. Un intercalaire 8, tel que décrit précédemment, peut également être mis en œuvre.In this example, it is possible to dispense with the implementation of the means for holding the conduits 41 for circulation of the fluid against the sealing wall 3. In fact, as illustrated in FIG. 4, the support wall 5 is configured to allow the insertion of the conduits 41 between the support wall 5 and the sealing wall 3, while allowing optimal maintenance of the conduits 41 against the sealing wall 3. An insert 8, as described above, can also be implemented.

Toutefois, ce mode de réalisation laisse la possibilité de prévoir la mise en œuvre des moyens de maintien décrits précédemment et illustrés sur les figures 2 et 3, lorsque la paroi de support 5 délimite un compartiment échangeur 12 d'une dimension supérieure à la dimension des conduits 41.However, this embodiment leaves the possibility of providing for the implementation of the holding means described above and illustrated in FIGS. 2 and 3, when the support wall 5 delimits an exchanger compartment 12 of a dimension greater than the dimension of the conduits 41.

5.4 Autres aspects et variantes5.4 Other aspects and variants

La paroi d'étanchéité 3 se présente sous la forme d'une plaque en matériau métallique, de préférence en aluminium ou en acier inoxydable.The sealing wall 3 is in the form of a plate made of metallic material, preferably aluminum or stainless steel.

La conduction thermique de la paroi d'étanchéité 3 est comprise entre 15 W/m.K et 230 W/m.K. Plus particulièrement la conduction thermique de la paroi d'étanchéité 3 est comprise entre 15 W/m.K et 50 W/m.K pour une plaque en acier inoxydable, et entre 120 W/m.K et 230 W/m.K pour une plaque en aluminium.The thermal conduction of the sealing wall 3 is between 15 W / m.K and 230 W / m.K. More particularly, the thermal conduction of the sealing wall 3 is between 15 W / m.K and 50 W / m.K for a stainless steel plate, and between 120 W / m.K and 230 W / m.K for an aluminum plate.

Généralement, les batteries 2 reposent sur la paroi d'étanchéité 3 qui forme la paroi de fond du compartiment batterie 11 (comme illustré sur les figures 1 à 3), ou bien du boîtier 10 (comme illustré sur la figure 4).Generally, the batteries 2 rest on the sealing wall 3 which forms the bottom wall of the battery compartment 11 (as illustrated in FIGS. 1 to 3), or else of the housing 10 (as illustrated in FIG. 4).

Toutefois, dans un troisième mode de réalisation de l'invention, illustré sur la figure 5, il est possible de mettre en œuvre la paroi d'étanchéité 3 au-dessus de la batterie tout en maintenant un contact direct entre la batterie 2 et la paroi d'étanchéité 3. Dans cette variante, la paroi d'étanchéité 3 forme alors la paroi supérieure du boîtierHowever, in a third embodiment of the invention, illustrated in FIG. 5, it is possible to implement the sealing wall 3 above the battery while maintaining direct contact between the battery 2 and the sealing wall 3. In this variant, the sealing wall 3 then forms the upper wall of the housing

10.10.

Dans un quatrième mode de réalisation, illustrée sur la figure 6, la paroi d'étanchéité 3 forme une des parois latérales du boîtier 10, la batterie 2 étant toujours en contact direct avec la paroi d'étanchéité 3.In a fourth embodiment, illustrated in FIG. 6, the sealing wall 3 forms one of the side walls of the housing 10, the battery 2 always being in direct contact with the sealing wall 3.

La batterie 2 est formée par une pluralité de cellules électriques de type cylindrique, prismatique ou en poche (pouch cell en anglais), par exemple.The battery 2 is formed by a plurality of electrical cells of the cylindrical, prismatic or pocket type (pouch cell in English), for example.

Les deux modes de réalisation des moyens de maintien des conduits 41 à la paroi d'étanchéité 3 (illustrés sur les figures 2 et 3) peuvent bien évidemment être modifiés/adaptés pour convenir à chacun des quatre modes de réalisation de l'invention (illustrés sur les figures 1 et 4 à 6).The two embodiments of the means for holding the conduits 41 to the sealing wall 3 (illustrated in FIGS. 2 and 3) can obviously be modified / adapted to suit each of the four embodiments of the invention (illustrated in Figures 1 and 4 to 6).

La mise en œuvre d'une paroi d'étanchéité 3 afin de délimiter un compartiment batterie 11 et un compartiment échangeur 12 permet de faciliter les opérations de maintenance de la batterie 2 et/ou de l'échangeur 4. En effet, lorsqu'une intervention doit être effectuée sur la batterie 2, celle-ci ne nécessite aucune opération/intervention sur l'échangeur 4, et vice-versa.The use of a sealing wall 3 in order to delimit a battery compartment 11 and an exchanger compartment 12 makes it possible to facilitate the maintenance operations of the battery 2 and / or of the exchanger 4. In fact, when a intervention must be carried out on the battery 2, this does not require any operation / intervention on the exchanger 4, and vice versa.

Ainsi, il n'y a aucun risque de détérioration de l'échangeur 4 lors d'une intervention sur la batterie 2, et réciproquement. La batterie 2 et l'échangeur 4 étant logés dans des compartiments 11, 12 différents séparés par la paroi d'étanchéité 3, ils peuvent être manipuler indépendamment.Thus, there is no risk of deterioration of the exchanger 4 during an intervention on the battery 2, and vice versa. Since the battery 2 and the exchanger 4 are housed in different compartments 11, 12 separated by the sealing wall 3, they can be handled independently.

De plus, en cas d'opération de maintenance sur l'échangeur 4, la batterie 2 est protégée des risques de fuite de fluide liés à cette opération par la présence de la paroi d'étanchéité 3.In addition, in the event of a maintenance operation on the exchanger 4, the battery 2 is protected from the risks of fluid leakage linked to this operation by the presence of the sealing wall 3.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de régulation thermique pour au moins un élément de stockage d'énergie électrique (2), comprenant un échangeur de chaleur (4) comportant :1. A thermal regulation device for at least one electrical energy storage element (2), comprising a heat exchanger (4) comprising: 5 · au moins un conduit (41) de circulation d'un fluide caloporteur ; et • une paroi d'étanchéité (3) disposée entre ledit conduit (41) de circulation et lesdits éléments de stockage (2), la paroi d'étanchéité (3) étant conductrice thermiquement.5 · at least one conduit (41) for circulation of a heat transfer fluid; and • a sealing wall (3) disposed between said circulation duct (41) and said storage elements (2), the sealing wall (3) being thermally conductive. 2. Dispositif de régulation thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que2. A thermal regulation device according to claim 1, characterized in that 10 ladite paroi d'étanchéité (3) est formée en matériau métallique, par exemple en aluminium ou en acier inoxydable.10 said sealing wall (3) is formed of metallic material, for example aluminum or stainless steel. 3. Dispositif de régulation thermique selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite paroi d'étanchéité (3) présente une conduction thermique comprise entre 15 W/m.K et 230 W/m.K.3. A thermal regulation device according to claims 1 and 2, characterized in that said sealing wall (3) has a thermal conduction between 15 W / m.K and 230 W / m.K. 1515 4. Dispositif de régulation thermique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite paroi d'étanchéité (3) est une plaque.4. A thermal regulation device according to one of claims 1 to 3, characterized in that said sealing wall (3) is a plate. 5. Dispositif de régulation thermique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface de ladite paroi d'étanchéité (3) située du côté desdits éléments de stockage d'énergie électrique (2) épouse la forme de ces5. A thermal regulation device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the surface of said sealing wall (3) located on the side of said electrical energy storage elements (2) follows the shape of these 20 éléments.20 items. 6. Dispositif de régulation thermique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit échangeur (4) comprend deux plaques (412a, 412b) fixées ensemble pour délimiter ledit conduit (41), les plaques (412a, 412b) comprenant une pluralité de canaux (414).6. A thermal regulation device according to one of claims 1 to 5, characterized in that said exchanger (4) comprises two plates (412a, 412b) fixed together to delimit said conduit (41), the plates (412a, 412b) comprising a plurality of channels (414). 2525 7. Dispositif de régulation thermique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit échangeur (4) comprend un tube (415) délimitant le conduit (41), le tube (415) délimitant de préférence une pluralité de canaux (417).7. A thermal regulation device according to one of claims 1 to 5, characterized in that said exchanger (4) comprises a tube (415) delimiting the conduit (41), the tube (415) preferably delimiting a plurality of channels (417). 8. Dispositif de régulation thermique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit élément de stockage d'énergie électrique (2) est une8. A thermal regulation device according to one of claims 1 to 7, characterized in that said electrical energy storage element (2) is a 30 cellule électrique, par exemple de type cylindrique, prismatique, ou en poche.30 electrical cell, for example of cylindrical, prismatic, or pocket type. 9. Dispositif de régulation thermique selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (10) avec un compartiment (11) de logement de l'élément de stockage (2) et un compartiment (12) de logement de l'échangeur (14), ladite paroi d'étanchéité (3) séparant les deux compartiments.9. A thermal regulation device according to one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises a housing (10) with a compartment (11) for housing the storage element (2) and a compartment (12 ) housing the exchanger (14), said sealing wall (3) separating the two compartments. 5 10. Dispositif de régulation thermique selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (10) de logement de l'élément de stockage d'énergie électrique (2), la paroi d'étanchéité (3) étant formée par une paroi du boîtier (10), le dispositif comprenant en outre une paroi de support (5) de l'échangeur (4) fixée sur le boîtier (10).5 10. A thermal regulation device according to one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises a housing (10) for housing the electric energy storage element (2), the sealing wall (3) being formed by a wall of the housing (10), the device further comprising a support wall (5) of the exchanger (4) fixed on the housing (10). 1010 11. Dispositif de régulation thermique selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le fluide est un fluide réfrigérant ou un liquide de refroidissement.11. A thermal regulation device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the fluid is a cooling fluid or a cooling liquid. 3054;3054; 1/51/5
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