FR3064117A1 - Dispositif de regulation thermique de cellules de stockage d’energie electrique comprenant au moins deux echangeurs thermiques imbriques - Google Patents

Dispositif de regulation thermique de cellules de stockage d’energie electrique comprenant au moins deux echangeurs thermiques imbriques Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de régulation thermique (1) de cellules de stockage d'énergie électrique comprenant au moins deux échangeurs thermiques (10, 20) reliés entre eux, chaque échangeur thermique (10, 20) comprenant des conduits (12, 21, 22) de circulation du fluide caloporteur et, disposés aux deux extrémités de ces conduits (12, 21, 22), des moyens distributeurs d'entrée (101, 201) du fluide caloporteur et des moyens collecteurs de sortie (101, 201) du fluide caloporteur pour assurer la distribution et la collecte du fluide caloporteur dans les différents conduits. Selon l'invention, l'un au moins des conduits (12) d'un premier échangeur thermique (10) est agencé entre deux conduits (21, 22) d'un second échangeur thermique (20).

Description

Titulaire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES Société par actions simplifiée.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUESTHS.
DISPOSITIF DE REGULATION THERMIQUE DE CELLULES DE STOCKAGE D'ENERGIE ELECTRIQUE COMPRENANT AU MOINS DEUX ECHANGEURS THERMIQUES IMBRIQUES.
FR 3 064 117 - A1
La présente invention concerne un dispositif de régulation thermique (1) de cellules de stockage d'énergie électrique comprenant au moins deux échangeurs thermiques (10, 20) reliés entre eux, chaque échangeur thermique (10, 20) comprenant des conduits (12, 21,22) de circulation du fluide caloporteur et, disposés aux deux extrémités de ces conduits (12, 21, 22), des moyens distributeurs d'entrée (101, 201) du fluide caloporteur et des moyens collecteurs de sortie (101,201 ) du fluide caloporteur pour assurer la distribution et la collecte du fluide caloporteur dans les différents conduits.
Selon l'invention, l'un au moins des conduits (12) d'un premier échangeur thermique (10) est agencé entre deux conduits (21,22) d'un second échangeur thermique (20).
Figure FR3064117A1_D0001
Figure FR3064117A1_D0002
Dispositif de régulation thermique de cellules de stockage d'énergie électrique comprenant au moins deux échangeurs thermiques imbriqués
1. Domaine de l'invention
L'invention se rapporte au domaine de la régulation thermique des batteries, et plus particulièrement des batteries équipant un véhicule automobile dont la propulsion est fournie en tout ou partie par une motorisation électrique.
Plus précisément, l'invention se rapporte au domaine des dispositifs de régulation thermique pour batteries comprenant plusieurs cellules de stockage d'énergie électrique reliées entre elles de façon à créer un générateur électrique de tension et de capacité désirée.
2. Art antérieur
Ces cellules de stockage d'énergie électrique (appelées « cellules électriques » dans ce qui suit) positionnées dans un boîtier de protection forment ce que l'on appelle un pack-batterie (« battery-pack » en anglais).
En situation d'utilisation, les batteries - généralement disposées au niveau du plancher du véhicule - peuvent être soumises à des variations de température plus ou moins intenses.
Les cellules électriques des batteries risquent d'être endommagées, voire détruites.
Par conséquent, la régulation thermique des batteries est essentielle afin d'une part de les maintenir en bon état et d'autre part d'assurer la fiabilité, l'autonomie, et la performance du véhicule.
Les constructeurs automobiles cherchent, par ailleurs, aujourd'hui à fournir des véhicules électriques ou hybrides dont l'autonomie électrique est augmentée.
Pour cela, un nombre de plus en plus important de batteries est embarqué dans les véhicules, couvrant par conséquent une surface de plus en plus conséquente du plancher du véhicule.
Afin de réguler la température de la batterie, il est connu d'utiliser un dispositif de régulation thermique. Le dispositif de régulation thermique comprend un échangeur thermique positionné directement au contact de la batterie au fond du boîtier de protection et parcouru par un fluide caloporteur, ou indirectement au contact de la batterie dans le cas d'un échangeur placé à l'extérieur du pack batterie.
Un tel dispositif de régulation thermique assure les fonctions de chauffage et/ou de refroidissement des batteries.
Le fluide caloporteur peut ainsi absorber la chaleur émise par chaque batterie afin de les refroidir ou selon les besoins, il peut lui apporter de la chaleur si la température de la batterie est insuffisante pour son bon fonctionnement.
La circulation du fluide caloporteur dans ce type d'échangeur thermique se fait classiquement selon un circuit dit en I ou en un circuit dit en I.
Ce type de circuit ne permet pas d'assurer une régulation thermique homogène des cellules électriques.
En effet, la température du fluide caloporteur entrant dans l'échangeur thermique augmente au fur et à mesure de l'absorption de chaleur. Par conséquent, les cellules électriques sont mieux refroidies au niveau de l'entrée du fluide qu'au niveau de la sortie..
Le risque principal, résultant d'une régulation non homogène des températures des cellules électriques, est que l'une d'entre elles cède, du fait que sa température soit excessive par exemple, entraînant l'arrêt du véhicule et la nécessité de remplacer l'ensemble du pack batteries.
Par ailleurs, les conduits de circulation de fluide caloporteur d'un tel échangeur thermique sont généralement espacés les uns des autres d'une distance minimum, souvent entre 7 et 8 mm, pour des raisons de faisabilité technique.
Une telle solution n'assure donc pas un contact thermique uniforme entre les conduits de l'échangeur thermique et les cellules électriques, et ne permet donc pas de réguler de manière optimale la température des cellules électriques.
Cette solution présente des performances en termes de régulation thermique qui ne donnent pas entière satisfaction.
3. Résumé de l'invention
La présente invention a pour objet de résoudre ces problèmes de l'état de l'art en proposant un dispositif de régulation thermique de cellules de stockage d'énergie électrique dont la structure et le positionnement par rapport aux surfaces des cellules permet d'améliorer l'efficacité des échanges thermiques.
A cet effet, l'invention propose un dispositif de régulation thermique de cellules de stockage d'énergie électrique comprenant au moins deux échangeurs thermiques reliés entre eux, chaque échangeur thermique comprenant des conduits de circulation du fluide caloporteur et, disposés aux deux extrémités de ces conduits, des moyens distributeurs d'entrée du fluide caloporteur et des moyens collecteurs de sortie du fluide caloporteur pour assurer respectivement la distribution et la collecte du fluide caloporteur dans les différents conduits.
Selon l'invention, l'un au moins des conduits d'un premier échangeur thermique est agencé entre deux conduits d'un second échangeur thermique.
Cette configuration permet d'optimiser les échanges thermiques entre les cellules électriques et les tubes de l'échangeur thermique.
Ceci permet également d'assurer la planéité du dispositif.
L'invention repose sur une nouvelle approche de la régulation thermique des batteries d'un véhicule hybride ou électrique, qui met en œuvre un dispositif de régulation thermique comprenant au moins deux échangeurs thermiques imbriqués l'un dans l'autre, et en contact thermique avec les batteries.
Du fait que les échangeurs thermiques soient imbriqués, leurs conduits respectifs sont alternés.
Ainsi, au moins un des conduits d'un premier échangeur thermique est agencé entre deux conduits d'un second échangeur thermique.
Cette architecture permet d'optimiser la répartition du fluide au sein du dispositif de régulation thermique.
Elle permet en outre de réduire l'espacement entre deux conduits successifs, par rapport à l'art antérieur, et par conséquent d'augmenter la surface de contact entre le dispositif de régulation thermique et les batteries, et de garantir l'homogénéité des températures des cellules électriques (ceci supprime donc les éventuels points chauds au niveau des cellules électriques).
L'approche de l'invention offre ainsi de nombreux avantages parmi lesquels un meilleur échange thermique entre le fluide caloporteur circulant dans les conduits des échangeurs thermiques et les batteries, et une uniformité des températures des cellules électriques d'un pack batteries.
L'imbrication des échangeurs thermiques permet de conserver un encombrement minimum du dispositif pour une performance thermique augmentée.
Selon un aspect particulier de l'invention, le sens de circulation de fluide caloporteur dans ledit au moins un conduit du premier échangeur thermique est inversé par rapport au sens de circulation de fluide caloporteur dans lesdits deux conduits du second échangeur thermique.
Cette circulation du fluide à contre-courant ou croisée dans les conduits des échangeurs thermiques imbriqués permet d'obtenir une meilleure homogénéité de la température du fluide caloporteur sur toute la surface du dispositif de régulation thermique, et ainsi de réguler de manière uniforme la température des batteries du véhicule.
Selon un aspect particulier de l'invention, les conduits desdits premier et second échangeurs thermiques s'étendent parallèlement.
Ceci contribue également à l'uniformisation de la température des batteries du véhicule.
Selon un aspect particulier de l'invention, la distance entre ledit au moins un conduit du premier échangeur thermique et chacun desdits deux conduits du second échangeur thermique est d'au plus 5 mm.
Cette distance maximale est bien inférieure à la distance séparant les conduits successifs d'un échangeur thermique classique, généralement de l'ordre de 7 ou 8mm.
Elle correspond sensiblement au jeu de montage, lors de l'assemblage par imbrication des deux échangeurs thermiques. Cette distance est ainsi au minimum égale à 2mm.
Il en résulte que la surface d'échange entre les conduits et les cellules électriques est quasiment continue. Ceci contribue également à l'optimisation des échanges thermiques entre le dispositif et les batteries.
Selon un aspect particulier de l'invention, pour au moins un des échangeurs thermiques, les moyens distributeurs d'entrée et les moyens collecteurs de sortie du fluide caloporteur, sont des boîtes collectrices, les conduits prenant la forme de tubes cintrés à l'une au moins de leurs extrémités.
Dans ce cas, au moins un échangeur thermique du dispositif est formé d'un faisceau de tubes de circulation de fluide caloporteur et de boîtes collectrices disposées aux deux extrémités de ces tubes et en communication fluidique avec ces derniers.
Le fait de cintrer les tubes à au moins une de leurs extrémités permet d'assurer l'imbrication des échangeurs thermiques dans un même plan (dans la partie non cintrée des tubes).
II est ainsi possible de cintrer une ou les deux extrémités des tubes d'un échangeur thermique imbriqué dans un échangeur à plaques.
Selon un aspect particulier de l'invention, l'axe longitudinal d'au moins une desdites boîtes collectrices d'un échangeur thermique est strictement parallèle au plan desdits tubes dans leur partie d'échange thermique avec les cellules de stockage d'énergie électrique.
Selon un aspect particulier de l'invention, lesdites boîtes collectrices sont de forme tubulaire.
Selon un aspect particulier de l'invention, le dispositif de régulation thermique comprend deux échangeurs thermiques à tubes, l'un au moins desdits échangeurs thermiques possédant des tubes cintrés à leurs extrémités.
L'ensemble des deux échangeurs thermiques forme, par exemple, un unique circuit de circulation du fluide caloporteur.
Les collecteurs adjacents de chacun des deux échangeurs thermiques peuvent être cintrés, à une extrémité ou aux deux extrémités, de sorte à minimiser l'encombrement du dispositif.
Dans une variante, seuls les tubes d'un échangeur thermique sont cintrés à leurs deux extrémités, l'autre échangeur thermique restant plat (c'est-à-dire que ses tubes ne sont pas cintrés et s'étendent dans un même plan).
Selon un aspect particulier de l'invention, les tubes des premier et second échangeurs thermiques s'étendent dans un même plan.
Ceci garantit la planéité de la surface d'échange thermique, et par conséquent l'optimisation du refroidissement des batteries du véhicule.
Selon un aspect particulier de l'invention, la longueur des tubes du premier échangeur thermique est inférieure à la longueur des tubes du second échangeur thermique.
La longueur d'un premier échangeur thermique peut être inférieure à la longueur de l'autre échangeur thermique imbriqué dans le premier.
Les échangeurs thermiques peuvent ainsi être plus facilement imbriqués et assemblés, en étant par exemple brasés ensemble. Ceci réduit les coûts et les temps de fabrication.
4. Figures
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titres de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels :
les figures 1 et 2 sont des vues partielles d'un dispositif de régulation thermique selon un premier mode de réalisation de l'invention, avant et après assemblage respectivement de deux échangeurs thermiques imbriqués ;
la figure 3 illustre de façon schématique le sens de circulation du fluide caloporteur au sein des deux échangeurs thermiques du dispositif de régulation thermique de la figure 2;
la figure 4 est une vue de détail, en coupe, d'un dispositif de régulation thermique conforme à l'invention lorsqu'il est monté dans un véhicule automobile, illustrant en particulier le cintrage d'une extrémité des tubes des deux échangeurs thermiques au niveau des collecteurs ;
la figure 5 illustre un dispositif de régulation thermique selon un second mode de réalisation de l'invention, comprenant deux échangeurs thermiques imbriqués ;
la figure 6 illustre de façon schématique le sens de circulation du fluide caloporteur au sein des deux échangeurs thermiques du dispositif de régulation thermique de la figure 5, et la figure 7 illustre de façon schématique un dispositif de régulation thermique selon un autre mode de réalisation de l'invention, comprenant un premier échangeur à tubes et un second échangeur à plaques imbriqués.
5. Description détaillée
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.
Les figures 1 et 2 illustrent partiellement un dispositif de régulation thermique selon un premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 est une vue éclatée des échangeurs thermiques constituant le dispositif, la figure 2 étant une vue partielle du dispositif montrant l'imbrication des échangeurs thermiques conformément à l'approche de l'invention.
Le dispositif de régulation thermique illustré est destiné à équiper un véhicule automobile de type hybride ou électrique pour refroidir une ou plusieurs batteries formant une source d'énergie pour l'entraînement du véhicule automobile.
Plus précisément, le dispositif de régulation thermique 1 comprend deux échangeurs thermiques 10, 20 comprenant chacun un faisceau de conduits d'échange thermique prenant la forme de tubes 11, 12, 13, 14 et 21, 22, 23, 24, d'échange thermique. Ces tubes sont placés parallèlement les uns aux autres et alignés de façon à former une rangée unique dans lesquels un fluide caloporteur, tel que de l'eau glycolée, est destiné à circuler
Le faisceau de tubes de chaque échangeur thermique 10, 20 comprend une première extrémité et une deuxième extrémité.
Pour chaque échangeur thermique 10, 20, la première extrémité du faisceau de tubes est destinée à être assemblée avec une première boîte collectrice 101, 201, et la deuxième extrémité du faisceau de tubes est destinée à être assemblée avec une deuxième boîte collectrice (non représentée, une seule boîte collectrice étant représentée pour chaque échangeur sur les figures 1 et 2 qui sont des vues partielles).
Les boîtes collectrices 101, 201, définissent un volume dans lesquels débouchent les tubes de chaque faisceau.
Chaque boîte collectrice 101, 201, d'un échangeur thermique 10, 20, est ainsi en communication fluidique avec les tubes dudit échangeur.
Selon le mode de réalisation illustré, pour échangeur thermique 10, 20, l'entrée de fluide caloporteur est agencée au niveau d'une des boîtes collectrices et la sortie de fluide est agencée au niveau de l'autre boîte collectrice. Les boîtes collectrices sont ainsi raccordées respectivement à des tubulures d'entrée et de sortie (non représentées) d'un fluide caloporteur. Le fluide caloporteur circule donc à l'intérieur de chaque échangeur thermique 10, 20 selon un circuit « en I ».
Les boîtes collectrices d'un échangeur thermique 10, 20, assurent ainsi la répartition et la collecte du fluide caloporteur dans les différents tubes du faisceau, selon un schéma de circulation dit en « I ». Le fluide caloporteur peut ainsi absorber de la chaleur émise par les cellules électriques afin de les refroidir. Le fluide caloporteur peut également, si besoin est, apporter de la chaleur pour réchauffer les cellules électriques.
Les tubes sont avantageusement réalisés dans un matériau conducteur thermique, tel qu'un matériau métallique, par exemple en aluminium ou alliage d'aluminium.
Les tubes des échangeurs thermiques 10, 20 sont ainsi positionnés directement au contact de la ou des cellules électriques au fond du boîtier de protection du packbatterie et parcourus par un fluide caloporteur (les cellules reposent donc sur les conduits des échangeurs), ou indirectement au contact de la ou des cellules électriques dans le cas d'un échangeur thermique placé à l'extérieur du boîtier de protection.
Les boîtes collectrices sont ici de forme générale cylindrique circulaire, mais d'autres formes pourraient être utilisées (par exemple une forme parallélépipédique).
Les tubes 11, 12, 13, 14 et 21, 22, 23, 24 sont de préférence des tubes dits multicanaux, c'est-à-dire qu'ils comportent chacun une pluralité de canaux internes parallèles de circulation du fluide caloporteur.
L'utilisation de tubes multi-canaux permet d'offrir une plus grande résistance à la pression du fluide qui traverse l'échangeur thermique correspondant.
Toutefois, l'invention s'applique également à des échangeurs thermiques à plaques pour lesquels les conduites sont réalisées à partir de plaques individuelles d'échange thermique empilées et configurées de manière à définir la circulation du fluide caloporteur.
Ainsi, le dispositif de régulation thermique peut comprendre un premier échangeur à tubes et un second échangeur à plaques imbriqués comme cela est illustré sur la figure 7.
Comme illustré sur la figure 2, le dispositif de régulation thermique 1 est obtenu par imbrication l'un dans l'autre des deux échangeurs thermiques 10, 20, de façon à ce qu'un tube 11, 12, 13, 14 du premier échangeur thermique 10 soit positionné entre deux tubes 21, 22, 23, 24 du second échangeur thermique 20.
Les conduits (ou tubes) de chacun des échangeurs thermiques 10, 20 sont ainsi disposés en alternance, sans contact entre eux.
Ceci a notamment pour effet de réduire au maximum la distance (d) séparant chacun des tubes 11, 21, 12, 22, 13, 23, 14, 24 du dispositif de régulation thermique 1, une fois les échangeurs thermiques 10, 20 imbriqués.
Plus précisément, la distance (d) entre chacun des tubes du dispositif de régulation thermique est inférieure ou égale à 5mm, et au moins égale à 2mm.
Cette distance (d) correspond au plus petit jeu de montage admissible, lors de l'assemblage des échangeurs thermiques 10, 20.
L'imbrication des échangeurs thermiques 10, 20 permet donc de fournir une surface d'échange thermique quasi-continue (ou du moins augmentée par rapport à l'art antérieur) définie par les tubes 11, 21, 12, 22, 13, 23, 14, 24 des deux échangeurs thermiques 10, 20.
Les deux échangeurs thermiques 10, 20 sont reliés fluidiquement par le biais de conduits souples, par exemple.
Dans le mode de réalisation illustré, le fluide caloporteur circule dans l'échangeur thermique 10 dans un premier sens (A) et dans l'échangeur thermique 20 dans un deuxième sens (B) opposé au premier sens (A) de circulation, comme représenté sur la figure 3.
Autrement dit, le sens (A) de circulation du fluide caloporteur dans l'échangeur thermique 10 est inversé, ou à « contre-courant », par rapport au sens (B) de circulation du fluide caloporteur dans l'autre échangeur thermique 20.
Ce trajet spécifique du fluide caloporteur au sein du dispositif de régulation thermique 1 permet de garantir l'homogénéité des températures à la surface des cellules électriques qui sont en contact thermique avec ledit dispositif.
Dans les dispositifs de régulation thermique classiques, la température de sortie du fluide caloporteur est généralement plus chaude que la température d'entrée du fluide caloporteur, le fluide caloporteur ayant tendance à se réchauffer au contact des cellules électriques, ce qui porte préjudice au bon refroidissement des cellules électriques dans la zone de sortie du fluide caloporteur.
Du fait de cette inversion des flux dans le dispositif de régulation thermique 1 de l'invention, les températures du fluide caloporteur, notamment en entrée et en sortie du dispositif, sont sensiblement les mêmes, ce qui garantit un refroidissement uniforme des cellules électriques.
Des essais réalisés par les inventeurs démontrent que la mise en oeuvre d'échangeurs thermiques imbriqués présentant des sens inversés de circulation du fluide caloporteur assure le maintien des cellules électriques à une température uniforme sur toute la surface du dispositif de régulation thermique. Cette température est par exemple comprise entre 36 et 37°C.
L'imbrication des échangeurs thermiques 10, 20 permet également de former une surface plane et quasi-continue de contact thermique avec les cellules électriques du véhicule, ce qui garantit un échange thermique performant entre le dispositif de régulation thermique et les cellules électriques à réguler thermiquement.
Cette surface plane forme un plan (P) représenté sur la figure 4.
En résumé, l'imbrication des échangeurs thermiques, de part le sens et la répartition du fluide caloporteur, permet d'avoir pour les cellules électriques d'un packbatterie une uniformité de températures.
Pour faciliter l'imbrication et permettre cette planéité, l'extrémité des tubes 11, 21, 12, 22, 13, 23, 14, 24 est déformée, et plus précisément cintrée comme illustré sur la figure 4.
Bien que la figure 4 n'illustre qu'une extrémité des tubes, les deux extrémités des tubes sont de préférence cintrées.
Le terme « cintré » doit ici s'entendre comme recourbé.
Ainsi, l'extrémité des tubes 11, 21, 12, 22, 13, 23, 14, 24 de chaque échangeur thermique 10, 20, communiquant fluidiquement avec les boîtes collectrices 101, 201, est cintrée par rapport à la partie principale des tubes formant la surface d'échange thermique avec les cellules électriques à réguler thermiquement.
L'axe longitudinal selon lequel s'étendent les boîtes collectrices 101, 201 est strictement parallèle au plan (P), dans lequel s'étend la partie principale des tubes.
En pratique, il est seulement nécessaire qu'un seul échangeur thermique comporte des tubes dont l'extrémité est cintrée, l'autre échangeur thermique pouvant comporter des tubes non cintrés.
Comme visible sur la figure 4, l'épaisseur du dispositif de régulation thermique 1 correspond sensiblement au diamètre des tubes 11, 21, 12, 22, 13, 23, 14, 24 des échangeurs thermiques 10, 20 qui se trouvent dans le même plan (P).
Ainsi, l'encombrement du dispositif de régulation thermique de l'invention est équivalent à celui d'un dispositif de régulation thermique classique avec un unique échangeur thermique, la performance thermique du dispositif de régulation thermique de l'invention étant toutefois nettement supérieure.
Les figures 5 et 6 illustrent un dispositif de régulation thermique 1 selon un second mode de réalisation de l'invention dans lequel les tubes de chacun des échangeurs thermiques 30, 40 sont accolés deux à deux pour former des paires de tubes, à savoir les paires de tubes 31, 32, 33 pour l'échangeur thermique 30 et les paires de tubes 41, 42, 43 pour l'échangeur thermique 40.
Les échangeurs thermiques 30, 40 sont « imbriqués » l'un dans l'autre de façon à ce qu'une paire de tubes 31, 32, 33 du premier échangeur thermique 30 soit positionnée entre deux paires de tubes 41, 42, 43 du second échangeur thermique 40.
Les paires de tubes des échangeurs thermiques 30, 40 respectifs sont ainsi disposées en alternance, parallèlement et dans un même plan, les tubes n'étant pas en contact entre eux.
Dans ce second mode de réalisation, la distance entre deux tubes d'une même paire de tubes est d'au moins 5 mm, et la distance entre un tube d'une paire d'un premier échangeur et un tube d'une paire d'un deuxième échangeur imbriqué au premier échangeur est de préférence d'au moins 2mm.
Les caractéristiques des tubes et boîtes collectrices des échangeurs thermiques telles que décrites en lien avec le premier mode de réalisation des figures 1 à 4 restent valables dans le cas de ce deuxième mode de réalisation.
La figure 6 illustre la mise en oeuvre d'une circulation « à contre courant » du fluide caloporteur dans le dispositif de régulation thermique 1.
Ainsi, le fluide caloporteur circule selon une direction (A) dans les paires de tubes 31, 32, 33 du premier échangeur thermique 30, et selon une direction (B), de sens opposé à la direction (A), dans les paires de tubes 41, 42, 43 du second échangeur thermique 40.
Selon d'autres modes de réalisation non illustrés, les tubes de chaque échangeur thermique pourraient également être groupés par trois ou quatre.
Quel que soit le mode de réalisation, il est préférable d'imbriquer deux échangeurs de même format, possédant le même nombre de tubes.
Ainsi, le dispositif de régulation thermique alterne de préférence un nombre de tubes équivalents du premier échangeur et du second échangeur, par exemple deux tubes du premier échangeur alternés avec deux tubes du second échangeur, ou trois tubes du premier échangeur alternés avec trois tubes du second échangeur.
Ceci permet d'optimiser la performance thermique globale du dispositif de régulation thermique.
Il est également préférable d'utiliser des échangeurs thermiques comportant des tubes de même diamètre.
Il est toutefois possible d'imbriquer l'un dans l'autre des échangeurs thermiques de formats différents.
Ainsi, le dispositif de régulation thermique peut comprendre un échangeur thermique tel que décrit dans le premier mode de réalisation (figures 1 à 4) et un échangeur thermique tel que décrit dans le second mode de réalisation (figures 5 et 6), de façon à alterner un tube du premier échangeur thermique avec une paire de tubes du second échangeur thermique.
On pourrait également prévoir d'alterner deux tubes du premier échangeur thermique avec trois tubes du second échangeur thermique.
Par ailleurs, la longueur des tubes d'un premier échangeur thermique pourrait être inférieure à la longueur des tubes d'un second échangeur thermique.
Le dispositif de régulation thermique de l'invention pourrait également comprendre trois ou plus échangeurs thermiques imbriqués les uns avec les autres.
Le dispositif de régulation thermique de l'invention peut également comprendre plusieurs groupes d'au moins deux échangeurs thermiques imbriqués, ces groupes étant assemblés en série, par le biais de leurs boîtes collectrices, de façon à couvrir une surface étendue de blocs-batterie à réguler thermiquement.
Il est ainsi possible de concevoir des dispositifs de régulation thermique de grande taille, répondant aux nécessités croissantes d'autonomie électrique des véhicules, tout en respectant les contraintes d'encombrement limité.
Le fluide caloporteur est, par exemple, de type eau, glycol ou réfrigérant.
Il est à noter que les sections de passage de fluide caloporteur des différents conduits et raccords entre les échangeurs thermiques peuvent être différentes de sorte à équilibrer les débits de fluide caloporteur dans les différents échangeurs thermiques et garantir une homogénéité des températures entre ces derniers.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de régulation thermique (1) de cellules de stockage d'énergie électrique comprenant au moins deux échangeurs thermiques (10, 20) reliés entre eux, chaque échangeur thermique (10, 20) comprenant des conduits (12, 21, 22) de circulation du fluide caloporteur et, disposés aux deux extrémités de ces conduits (12, 21, 22), des moyens distributeurs d'entrée (101, 201) du fluide caloporteur et des moyens collecteurs de sortie (101, 201) du fluide caloporteur pour assurer la distribution et la collecte du fluide caloporteur dans les différents conduits, caractérisé en ce que l'un au moins des conduits (12) d'un premier échangeur thermique (10) est agencé entre deux conduits (21, 22) d'un second échangeur thermique (20).
  2. 2. Dispositif de régulation thermique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sens de circulation de fluide caloporteur dans ledit au moins un conduit (12) du premier échangeur thermique (10) est inversé par rapport au sens de circulation de fluide caloporteur dans lesdits deux conduits (21, 22) du second échangeur thermique (20).
  3. 3. Dispositif de régulation thermique (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les conduits (12, 21, 22) desdits premier et second échangeurs thermiques (10, 20) s'étendent parallèlement.
  4. 4. Dispositif de régulation thermique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la distance (d) entre ledit au moins un conduit (12) du premier échangeur thermique (10) et chacun desdits deux conduits (21, 22) du second échangeur thermique (20) est d'au plus 5 mm.
  5. 5. Dispositif de régulation thermique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, pour au moins un des échangeurs thermiques (10, 20), les moyens distributeurs d'entrée (101, 201) et les moyens collecteurs de sortie (101, 201) du fluide caloporteur, sont des boîtes collectrices, les conduits (12, 21, 22) prenant la forme de tubes cintrés à l'une au moins de leurs extrémités.
  6. 6. Dispositif de régulation thermique (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe longitudinal d'au moins une desdites boîtes collectrices d'un échangeur thermique (10, 20) est strictement parallèle au plan desdits tubes dans leur partie d'échange thermique avec les cellules de stockage d'énergie électrique.
  7. 7. Dispositif de régulation thermique (1) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que lesdites boîtes collectrices sont de forme tubulaire.
  8. 8. Dispositif de régulation thermique (1) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend deux échangeurs thermiques (10, 20) à tubes, l'un au moins desdits échangeurs thermiques (10, 20) possédant des tubes cintrés à leurs extrémités.
  9. 9. Dispositif de régulation thermique (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les tubes des premier et second échangeurs thermiques (10, 20) s'étendent dans un même plan.
  10. 10. Dispositif de régulation thermique (1) selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la longueur des tubes du premier échangeur thermique (10) est inférieure à la longueur des tubes du second échangeur thermique (20).
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