FR3075336A1 - Echangeur de chaleur pour la gestion thermique d'une batterie electrique - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un changeur de chaleur (3) agencé pour être mis en contact thermique avec un module de batterie électrique (2) de véhicule automobile, cet échangeur comportant : - un passage (4) pour fluide caloporteur, - une membrane souple (5) délimitant au moins partiellement ce passage et agencée pour se déformer sous l'action de la pression du fluide dans le passage de manière à ce que cette membrane vienne en appui, par expansion, avec une face au moins du module de batterie.

Description

La présente invention concerne la régulation thermique d’une batterie électrique ou d’un module de batterie électrique et plus particulièrement un échangeur de chaleur pour la gestion thermique d’une batterie électrique ou d’un module de batterie électrique, notamment dans le domaine automobile.
La tendance actuelle chez les constructeurs automobiles est d'intégrer de plus en plus l'énergie électrique dans leurs véhicules, que ce soit pour mouvoir des véhicules à propulsion entièrement électrique, des véhicules hybrides ou bien pour fournir une simple assistance au moyen de propulsion principale dans le but d'améliorer l'autonomie du véhicule.
La puissance mise en jeu dans ces véhicules nécessite des quantités importantes d'énergie électrique, qui sont stockées dans des batteries de grande capacité conçues spécialement à cet effet. Elles sont formées de cellules élémentaires qui sont placées les unes à côté des autres et reliées électriquement entre elles pour, d'une part, fournir la tension désirée et, d'autre part, générer la capacité de stockage recherchée. Ces cellules élémentaires ont principalement la forme d'une plaque parallélépipédique qui est équipée de contacts, sur une de ses faces, pour recevoir une alimentation en courant continu ou pour restituer l'énergie stockée. A l'intérieur la plaque est classiquement constituée par une succession de cathodes et d'anodes qui sont placées en alternance et qui sont séparées les unes des autres par des feuilles isolantes. Les cellules élémentaires sont ainsi placées côte à côte, de façon à former un module de batterie autonome qui délivre la tension recherchée et qui a pour capacité la somme des capacités de ses diverses cellules élémentaires.
Le brevet US 9 666 912 décrit une poche d'échange de chaleur au moyen d'une soudure de bord de deux pièces de feuille disposées l'une au-dessus de l'autre. Le montage de ladite poche d'échange de chaleur dans un espace étroit d'un échangeur de chaleur et un bon transfert de chaleur vers les parois adjacentes sont rendus possibles au moyen d'une poche de pression supplémentaire qui est également formée d'un matériau en feuille et qui est rempli d'un fluide compressible.
L’invention propose un échangeur thermique amélioré, notamment adapté pour les batteries ou modules de batteries à charge rapide. On entend par charge rapide une charge qui dure notamment moins d’une heure, voire moins de 30 minutes. Ces durées courtes de charge imposent des échanges thermiques importants.
L’invention a ainsi pour objet un échangeur de chaleur agencé pour être mis en contact thermique avec un module de batterie électrique de véhicule automobile, cet
-2échangeur comportant :
un passage pour fluide caloporteur, une membrane souple délimitant au moins partiellement ce passage et agencée pour se déformer sous l’action de la pression du fluide dans le passage de manière à ce que cette membrane vienne en appui, par expansion, avec une face au moins du module de batterie.
La membrane souple est avantageusement capable de déformation élastique.
L’invention est particulièrement avantageuse car elle permet d’assurer un bon échange thermique entre les cellules de batterie et l’échangeur thermique malgré des jeux qu’il peut y avoir entre deux éléments, et garantir un bon contact, donc un bon échange thermique dans le temps. L’invention permet d’éviter d’avoir recours à des éléments supplémentaires permettant d’assurer un bon contact thermique, comme par exemple des lames élastiques ou spring bars en anglais, des coussinets thermiques ou thermal pads en anglais, des graisses thermiques , des colles, entre autres.
Ainsi l’échange thermique est réalisé entre le fluide caloporteur et les cellules électrochimiques à refroidir à travers au moins une paroi souple d’un échangeur. Cette souplesse est suffisante pour permettre à la membrane de prendre forme lors de la mise sous pression de l’échangeur et pouvoir tenir aux contraintes mécaniques et chimiques d’un tel échangeur (pression d’éclatement, pression cyclée, vibration, corrosion interne/externe...). La résistance thermique de la paroi permet d’atteindre les performances thermiques de refroidissement des cellules ou modules attendues.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, l’échangeur thermique à membrane souple peut être positionné en contact avec des connectiques reliant les différentes cellules électrochimique entre elles afin d’assurer un échange thermique avec cette zone. Avantageusement la membrane souple est en matériau isolant électrique afin de ne pas créer de court circuit ou d’éviter l’ajout d’une couche de matière isolante électrique supplémentaire suffisamment fine pour limiter la résistance thermique de l’échangeur.
L’échangeur thermique avec la membrane souple augmente de volume grâce à l’augmentation de pression lors de la mise en fonctionnement du système, à l’aide notamment d’une pompe ou un compresseur. Cette expansion entre par exemple la partie inférieure et/ou supérieure du compartiment et les cellules ou le module permet d’assurer une force de compression entre au moins une paroi de l’échangeur souple et les cellules ou le module. L’expansion peut aussi être réalisée avec la mise sous pression de la boucle du fluide caloporteur lors du premier remplissage. Cette pression permet ainsi le bon échange thermique entre le fluide caloporteur et les cellules ou
-3modules.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane comportant une paroi agencée pour venir en contact avec le module de batterie.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la paroi est monocouche.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la paroi est multicouche.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane, notamment la paroi, étant réalisée au moins en matière plastique.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane, notamment la paroi, étant réalisée au moins en aluminium.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane, notamment la paroi, est multicouche, avec au moins en couche en plastique et une couche aluminium. La couche en plastique est de préférence en contact avec le module de batteries.
L’épaisseur de la membrane est notamment inférieure à 1mm, notamment inferieure à 0.5 mm, étant notamment d’environ 0.2 mm.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane est agencée pour résister à une pression de fluide caloporteur dans le passage d’au moins 3.5 bars, notamment 5 bars.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention la membrane est traitée pour avoir des propriétés anti- corrosion.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane est agencée pour présenter une résistance mécanique à des températures au delà de 90°C.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane comporte au moins une couche électriquement isolante de manière à éviter tout court-circuit.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane présente une forme annulaire pour définir le passage pour fluide caloporteur. La membrane forme alors une poche ouverte pour définir des entre et sortie de fluide. Cette poche présente une forme généralement plate par exemple.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, cette membrane annulaire est ouverte à ses deux extrémités, respectivement une entrée et une sortie, pour être raccordées à une boucle de fluide caloporteur.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le passage pour fluide caloporteur est défini par la membrane souple et au moins une paroi rigide d’un composant autre que la membrane souple.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la paroi déformable de la membrane souple est agencée pour épouser une face plane du module de batterie.
Le fluide caloporteur est par exemple de l’eau glycolée.
-4L’invention a encore pour objet un ensemble de stockage électrique pour véhicule automobile, comportant :
un module de batterie, un échangeur selon l’une des revendications précédentes, agencé de sorte que la membrane souple délimitant au moins partiellement le passage et agencée pour se déformer sous l’action de la pression du fluide dans le passage de manière à ce que cette membrane vienne en appui, par expansion, avec une face au moins du module de batterie.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, l’ensemble de stockage comporte en outre un compartiment dans lequel est disposé le ou les modules de batterie.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le compartiment comporte un fond, le module de batterie étant disposé à une distance non nulle du compartiment, et la membrane est disposée, notamment entièrement, dans cet espacement entre le fond du compartiment et le module de batterie.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le ou le passages de fluide caloporteur sont disposés entre un plan adjacent au fond des modules de batterie et le fond du compartiment.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le passage pour le fluide caloporteur est défini par la membrane de forme annulaire, et cette membrane annulaire est disposée, notamment entièrement, dans cet espacement entre le fond du compartiment et le module de batterie.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le module de batterie comporte au moins deux faces, notamment deux faces planes, chaque face étant associée à une membrane annulaire définissant deux passages de fluide caloporteur de sorte que chaque face est refroidie par la membrane associée qui est en appui sur cette face.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, les deux passages de fluide caloporteur sont disposés transversalement l’un par rapport à l’autre, notamment perpendiculairement. Par exemple l’un des passages est vertical et l’autre des passages est horizontal.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le module comporte trois ou quatre faces et chaque face est associée à une membrane avec le passage de fluide caloporteur pour refroidir cette face.
En variante, le passage de fluide caloporteur est défini par la membrane et une paroi du compartiment.
-5L’étanchéité de cette membrane souple peut être réalisée par surmoulage à l’intérieur du compartiment ou en ajoutant un élément supplémentaire au dessus de cette membrane souple.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le compartiment comporte un fond et des parois latérales, et la membrane est fixée au moins partiellement à l’une des parois latérales, de manière étanche pour le fluide caloporteur.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, cette membrane est sensiblement plane au repos, lorsqu'aucune pression n’est exercée sur elle.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le ou les modules de batterie sont disposés sur des plots se raccordant sur le fond du compartiment.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, ces plots sont répartis par rangées.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, dans le cas du passage de fluide défini par la membrane fixée de manière étanche au compartiment, les plots s’appuient sur un côté de cette membrane.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane est dédiée à un seul module de batterie.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane est commune à plusieurs modules de batterie.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le passage de fluide caloporteur dans la membrane est dépourvu de virage. Autrement la membrane est sensiblement dépliée le long de trajet de fluide caloporteur.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, dans le cas d’une membrane de forme annulaire, la circonférence est toute entière souple. Autrement dit, la membrane n’est pas fixée à un cadre rigide dédié, notamment la membrane est dépourvue de squelette rigide.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane est agencée pour contenir uniquement le fluide caloporteur. La membrane ne contient pas de conduit supplémentaire notamment.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane est une poche souple qui définit un trajet droit pour le fluide caloporteur.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane est une poche souple qui définit une multitude de trajets, notamment parallèles, pour le fluide caloporteur.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane est une poche souple qui définit un trajet en U pour le fluide caloporteur.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le fluide caloporteur assure à la
-6fois la mise sous pression de la membrane et les échanges de chaleur à travers cette membrane. Il n’est pas prévu deux poches souples.
Ainsi l’invention prévoit de positionner sous ou sur les cellules ou les modules un ou plusieurs échangeurs thermiques à membranes souples, qui intègrent une circulation liquide entre deux parois. Les cellules ou les modules sont fixés à la partie inférieure du compartiment sur des supports qui permettent de garantir une distance optimale entre le fond du compartiment et l’échangeur thermique, ou fixés sur le compartiment en laissant ainsi un espace entre l’extrémité haute et/ou basse du compartiment et les faces supérieures et/ou inférieures du module ou cellule.
L’invention a encore pour objet un procédé de refroidissement d’un module de batterie, à l’aide de l’ensemble selon l’un des modes de réalisation précités, comportant l’étape suivante :
- appliquer une pression à la membrane souple à l'aide du fluide caloporteur de sorte que la membrane souple vienne en appui contre le module de batterie à refroidir, en l’épousant.
Le procédé peut comporter l’étape suivante :
- l’échangeur thermique avec la membrane souple augmente de volume grâce à l’augmentation de pression lors de la mise en fonctionnement du système, à l’aide notamment d’une pompe ou un compresseur
Le procédé peut comporter l’étape suivante :
- l’expansion de la membrane souple est réalisée avec la mise sous pression d’une boucle du fluide caloporteur lors du premier remplissage.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble selon un exemple l'invention;
les figures 2 et 3 sont des vues d’échangeurs thermiques selon l’invention, la figure 4 est une vue en perspective d'un ensemble selon un autre exemple l'invention.
On a représenté sur la figure 1 un ensemble 1 de stockage électrique pour véhicule automobile, comportant :
-7deux modules de batterie 2, deux échangeurs thermiques 3.
Chaque échangeur 3 comporte :
un passage 4 pour fluide caloporteur, une membrane souple 5 délimitant ce passage et agencée pour se déformer sous l’action de la pression du fluide dans le passage de manière à ce que cette membrane 5 vienne en appui, par expansion, avec une face 6 du module de batterie 6.
La membrane 5 peut être monocouche ou multicouche avec au moins en couche en plastique et une couche aluminium. La couche en plastique est de préférence en contact avec le module de batteries.
L’épaisseur de la membrane est notamment inférieure à 1mm, notamment inferieure à 0.5 mm, étant notamment d’environ 0.2 mm.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane est agencée pour résister à une pression de fluide caloporteur dans le passage d’au moins 3.5 bars, notamment 5 bars.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention la membrane est traitée pour avoir des propriétés anti- corrosion.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane est agencée pour présenter une résistance mécanique à des températures au delà de 90°C.
Le fluide caloporteur est par exemple de l’eau glycolée.
Comme illustré sur la figure 2, dans un exemple de mise en œuvre de l’invention, la membrane 5 présente une forme annulaire pour définir le passage 4 pour fluide caloporteur, passage pour un trajet droit. La membrane 5 forme alors une poche ouverte pour définir des entrée 8 et sortie 9 de fluide pour être raccordées à une boucle (non représentée) de fluide caloporteur.
La paroi déformable de la membrane souple 5 est agencée pour épouser une face plane du module de batterie.
L’ensemble de stockage 1 comporte en outre un compartiment ou enceinte 10 dans lequel sont disposé les modules de batterie 2. Ce compartiment 10 est par exemple réalisé en tôle ou en matière composite.
Le compartiment 10 comporte un fond 11, les modules de batterie étant disposés à une distance g non nulle du fond 11 du compartiment 10, et la membrane 5 est disposée entièrement dans cet espacement entre le fond 11 du compartiment et le
-8module de batterie 2.
Les passages de fluide caloporteur sont disposés entre un plan P adjacent au fond 6 des modules 2 de batterie et le fond 11 du compartiment.
La membrane annulaire 5 est disposée entièrement dans cet espacement entre le fond 11 du compartiment et le module de batterie 2.
Chaque membrane 5 est dédiée à un seul module de batterie 2.
La circonférence de la membrane 5 est toute entière souple. Autrement dit, la membrane n’est pas fixée à un cadre rigide dédié, notamment la membrane est dépourvue de squelette rigide.
En variante, dans l’exemple de la figure 4, le passage de fluide 4 caloporteur est défini par la membrane 5 et des parois 11 et 12 du compartiment 10.
La paroi 11 est la paroi de fond. Les parois latérales 12 sont perpendiculaires à la paroi de fond 11.
L’étanchéité de cette membrane souple 5 peut être réalisée par surmoulage à l’intérieur du compartiment 10.
Cette membrane 5 est sensiblement plane au repos, lorsqu'aucune pression n’est exercée sur elle.
Les modules de batterie 2 sont disposés sur des plots 14 se raccordant sur le fond 11 du compartiment.
Ces plots 14 sont répartis par rangées parallèles.
Le passage de fluide est défini par la membrane 5 fixée de manière étanche au compartiment 10, et les plots 14 s’appuient sur un côté de cette membrane 5.
Dans ce cas, le fluide caloporteur est en contact avec la membrane souple 5 et des portions de parois du compartiment 10.
Dans l’exemple de la figure 1, le fluide n’est pas en contact direct avec le compartiment.
La membrane 5 est commune à plusieurs modules de batterie 2.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le passage de fluide caloporteur dans la membrane est dépourvu de virage. Autrement la membrane est sensiblement dépliée le long de trajet de fluide caloporteur.
Bien entendu l’invention n’est pas limitée aux exemples décrits. Par exemple, à la place d’un trajet droit, il est possible comme illustré à la figure 3, d’voir un trajet en U du fluide dans a poche souple.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Echangeur de chaleur (3) agencé pour être mis en contact thermique avec un module de batterie électrique (2) de véhicule automobile, cet échangeur comportant :
    un passage (4) pour fluide caloporteur, une membrane souple (5) délimitant au moins partiellement ce passage et agencée pour se déformer sous l’action de la pression du fluide dans le passage de manière à ce que cette membrane vienne en appui, par expansion, avec une face au moins du module de batterie.
  2. 2. Echangeur selon la revendication précédente, dans lequel la membrane (5) est multicouche, notamment avec une couche en plastique et une couche en aluminium.
  3. 3. Echangeur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la membrane (5) présente une forme annulaire pour définir le passage, notamment cylindrique, pour fluide caloporteur.
  4. 4. Echangeur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel cette membrane annulaire (5) est ouverte à ses deux extrémités, respectivement une entrée et une sortie, pour être raccordées à une boucle de fluide caloporteur.
  5. 5. Ensemble de stockage électrique (1) pour véhicule automobile, comportant :
    un module de batterie (2), un échangeur (3) selon l’une des revendications précédentes, agencé de sorte que la membrane souple (5) délimitant au moins partiellement le passage et agencée pour se déformer sous l’action de la pression du fluide dans le passage de manière à ce que cette membrane vienne en appui, par expansion, avec une face au moins du module de batterie.
  6. 6. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel l’ensemble de stockage comporte en outre un compartiment (10) dans lequel est disposé le ou les modules de batterie.
  7. 7. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel le compartiment comporte un fond (11), le module de batterie étant disposé à une distance non nulle du fond du compartiment, et la membrane est disposée, notamment entièrement, dans cet espacement (g) entre le fond du compartiment et le module de batterie.
  8. 8. Ensemble selon l’une des revendications 5 à 7, dans lequel le passage de fluide caloporteur est défini par la membrane (5) et une paroi (11 ; 12) du compartiment.
  9. 9. Ensemble selon l’une des revendications 6 à 8, dans lequel le ou les modules de batterie sont disposés sur des plots (14) se raccordant sur le fond (11) du compartiment.
    5
  10. 10. Procédé de refroidissement d’un module de batterie, à l’aide de l’ensemble selon l’une des revendications 5 à 9, comportant l’étape suivante :
    appliquer une pression à la membrane souple à l'aide du fluide caloporteur de sorte que la membrane souple vienne en appui contre le module de batterie à 10 refroidir, en l’épousant.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102011084747A1 (de) * 2011-10-19 2013-04-25 Sb Limotive Company Ltd. Batteriemodul mit einer Temperiereinheit
US20130309542A1 (en) * 2012-05-19 2013-11-21 Lg Chem, Ltd. Battery cell assembly and method for manufacturing a cooling fin for the battery cell assembly
FR3013515A1 (fr) * 2013-11-15 2015-05-22 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de refroidissement pour batterie automobile
US20150270586A1 (en) * 2014-03-19 2015-09-24 Ford Global Technologies, Llc Traction battery thermal plate with flexible bladder
WO2017149217A1 (fr) * 2016-03-01 2017-09-08 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur a paroi souple pour la gestion thermique d'une batterie électrique.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011084747A1 (de) * 2011-10-19 2013-04-25 Sb Limotive Company Ltd. Batteriemodul mit einer Temperiereinheit
US20130309542A1 (en) * 2012-05-19 2013-11-21 Lg Chem, Ltd. Battery cell assembly and method for manufacturing a cooling fin for the battery cell assembly
FR3013515A1 (fr) * 2013-11-15 2015-05-22 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de refroidissement pour batterie automobile
US20150270586A1 (en) * 2014-03-19 2015-09-24 Ford Global Technologies, Llc Traction battery thermal plate with flexible bladder
WO2017149217A1 (fr) * 2016-03-01 2017-09-08 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur a paroi souple pour la gestion thermique d'une batterie électrique.

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