FR3078592A1 - Systeme de refroidissement d'au moins une connexion electrique - Google Patents

Systeme de refroidissement d'au moins une connexion electrique Download PDF

Info

Publication number
FR3078592A1
FR3078592A1 FR1800192A FR1800192A FR3078592A1 FR 3078592 A1 FR3078592 A1 FR 3078592A1 FR 1800192 A FR1800192 A FR 1800192A FR 1800192 A FR1800192 A FR 1800192A FR 3078592 A1 FR3078592 A1 FR 3078592A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
cavity
dielectric fluid
connection
electrical
male
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
FR1800192A
Other languages
English (en)
Inventor
Victor Carvalho
Eric Droulez
Anne Sylvie MAGNIER-CATHENOD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority to FR1800192A priority Critical patent/FR3078592A1/fr
Publication of FR3078592A1 publication Critical patent/FR3078592A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • B60L53/16Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/005Electrical coupling combined with fluidic coupling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46Bases; Cases
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46Bases; Cases
    • H01R13/52Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/521Sealing between contact members and housing, e.g. sealing insert
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10Vehicle control parameters
    • B60L2240/36Temperature of vehicle components or parts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46Bases; Cases
    • H01R13/52Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5202Sealing means between parts of housing or between housing part and a wall, e.g. sealing rings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2103/00Two poles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Abstract

L'invention concerne un système de refroidissement (1) d'au moins une connexion électrique, cette connexion électrique comportant au moins un élément de connexion mâle et au moins un élément de connexion femelle agencé pour coopérer avec l'élément mâle, le système de refroidissement comportant : - une cavité recevant un fluide diélectrique, - au moins l'un de l'élément mâle (3) et de l'élément femelle (4) est disposé au moins partiellement au contact de ladite cavité de manière à ce que ce conducteur électrique puisse être refroidi au contact du fluide diélectrique.

Description

Système de refroidissement d’au moins une connexion électrique
La présente invention concerne un système de refroidissement d’au moins une connexion électrique.
L’invention concerne notamment le domaine de la recharge électrique d’une batterie ou au moins une cellule de batterie d’un véhicule automobile, notamment une charge rapide ou ultra rapide. L’invention concerne également tout transfert de puissance électrique, par exemple lors d’un roulage du véhicule à haute vitesse.
La charge d’une batterie peut se faire par branchement électrique. Une façon de charger la batterie, appelée de charge rapide, est mise en œuvre par des bornes dédiées, qui sont configurées pour délivrer du courant continu par exemple. Pour cela, un cordon de charge relié à la borne est équipé d’un connecteur de type pistolet à brancher sur la prise de charge du véhicule. Par exemple en délivrant un courant continu de 120 Ampères, ce type de borne permet de charger complètement la batterie de traction entre 20 et 30 minutes. Généralement, une telle borne de charge rapide est agencée pour délivrer 350 kilowatts.
On connaît par la demande de brevet WO13015926 un connecteur permettant à la fois l’approvisionnement en courant électrique et en fluide de refroidissement pour la charge de la batterie. Néanmoins les deux circuits inclus dans le connecteur présenté sont séparés et le fluide de refroidissement ne contribue en rien au refroidissement des éléments de conduction électrique. Cette solution vise uniquement à accroître les performances de la charge électrique en offrant un meilleur refroidissement de la batterie mais pas des connecteurs concernés.
Le brevet EP3043421 décrit un connecteur refroidi par un fluide qui est préférentiellement gazeux et qui fonctionne en boucle ouverte, c'est-à dire que le fluide est utilisé à perte et s’échappe définitivement de la connectique après utilisation. Le fluide est distribué par des canaux et le système décrit ne permet pas de réaliser un échange avec une source froide ramenée au plus près des éléments conducteurs électriques. En outre, il est connu que le refroidissement par un gaz est moins favorable que par un liquide compte-tenu des coefficients d’échange thermique mis en jeu.
Le brevet US9761976 décrit une connexion où le système de refroidissement est constitué de canaux intégrés aux câbles destinés à être connectés. Dans ce cas le refroidissement n’est pas focalisé sur la zone critique constituée par la jonction des éléments de conduction électrique et il y a des échanges thermiques tout au long du câble électrique, ce qui limite l’efficacité du système là où il est le plus nécessaire. Le système ne permet pas de ramener une source froide au plus près de la jonction des éléments conducteurs et ne présente pas d’élément rapporté destiné à favoriser les échanges thermiques avec cette jonction. Le système est mis sous pression, ce qui présente des contraintes supplémentaires en terme d’étanchéité et de tenue des pièces. Le parcours du fluide de refroidissement est complètement lié à celui des câbles électriques, ce qui limite la flexibilité d’intégration dans un véhicule.
Le brevet US8760855 décrit une connexion constituée de tubes creux qui sont traversés par du fluide diélectrique. Le fluide diélectrique étant à l’intérieur du tube, lorsque la connexion est réalisée, il est impossible de venir à son contact.
L’invention vise à combler les déficiences décrites ci-dessus.
L’invention a ainsi pour objet un système de refroidissement d’au moins une connexion électrique, cette connexion électrique comportant au moins un élément de connexion mâle et au moins un élément de connexion femelle agencé pour coopérer avec l’élément mâle, le système de refroidissement comportant :
une cavité recevant un fluide diélectrique, au moins l’un des éléments de connexion comporte au moins un conducteur électrique, par exemple une broche électrique, disposé au moins partiellement au contact de ladite cavité de manière à ce que ce conducteur électrique puisse être refroidi au contact du fluide diélectrique.
Grâce à l’invention, la connexion peut être refroidie efficacement, le fluide diélectrique étant directement au contact des conducteurs électriques à refroidir.
De préférence, le fluide dans la cavité qui immerge tout ou partie des conducteurs électriques au niveau de la jonction est refroidi soit en amont de la connexion soit par un élément réalisant un échange thermique à proximité ou en lien avec la cavité.
Un fluide liquide est plus favorable pour le refroidissement car il présente une densité supérieure et de meilleurs coefficients d’échange à même conditions d’utilisation. Lorsqu’il s’agit de gaz pour refroidir la connexion embarquée sur le véhicule, il faut pouvoir disposer de dispositifs de mise de pression pour obtenir des vitesses de gaz importantes, ce qui n’est pas nécessaire avec le fluide diélectrique liquide.
Lorsque le niveau de refroidissement de la connexion électrique le nécessite, le fluide diélectrique peut être adapté suivant sa température d’ébullition. Le changement de phase qui a alors lieu lorsque la température d’ébullition est atteinte est un phénomène physique qui permet d’évacuer plus de chaleur que lorsque le fluide reste à l’état liquide.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’un seulement de l’élément de connexion mâle et femelle est au contact du fluide diélectrique.
Selon l’un des aspects de l’invention, les éléments mâle et femelle sont tous les deux au contact du fluide diélectrique.
Notamment le fluide diélectrique reste monophasique lors des opérations de refroidissement. Ceci est relativement simple à mettre en œuvre.
Selon l’un des aspects de l’invention, en variante, le fluide diélectrique est avantageusement agencé pour s’évaporer dans la cavité lorsqu’il atteint un seuil de température prédéterminé. Il passe alors par deux phases.
De préférence, i les produit une évaporation au contact d’un point chaud du connecteur puis une condensation au contact de la zone plus froide de l'échangeur. Ce changement de phase s'accompagne d'une circulation dans la cavité qui améliore l'échange thermique.
Selon l’un des aspects de l’invention, la connexion électrique est agencée pour fonctionner à une puissance électrique supérieure à 100 kWatts.
Selon l’un des aspects de l’invention, la connexion est agencée pour permettre de connecter une prise de charge électrique à une prise d’un véhicule automobile afin de recharger une batterie ou cellules de batterie de ce véhicule.
Selon l’un des aspects de l’invention, la cavité est fermée de sorte que le fluide diélectrique est emprisonné dans cette cavité.
Dans ce cas, la cavité peut être reliée à un élément d’échange thermique pour refroidir le fluide diélectrique. Cet élément peut être un échangeur alimenté par du liquide caloporteur tel que de l’eau froide, ou par exemple par du réfrigérant de climatisation. Il peut s’agir d’un élément refroidi par de l’air ou d’un dispositif de type caloduc ou diffuseur thermique.
Selon l’un des aspects de l’invention, la cavité ne contient que du fluide diélectrique et qui est totalement fluidiquement étanche de l’espace notamment annulaire qui entoure au moins partiellement cette cavité, espace annulaire dans lequel circule un fluide caloporteur distinct, lequel n’est pas nécessairement diélectrique.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’espace annulaire est relié à un circuit pour la circulation d’un fluide caloporteur, distinct du fluide diélectrique dans la cavité.
Selon l’un des aspects de l’invention, le système de refroidissement comporte un circuit pour la circulation du fluide diélectrique et la cavité est ouverte et peut être reliée à ce circuit.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’élément mâle et/ou l’élément femelle comporte au moins un orifice agencé pour être relié fluidiquement au circuit de fluide diélectrique ou, en variante, de fluide caloporteur distinct du fluide diélectrique qui est en contact avec le ou les conducteurs électriques par lesquels transite la puissance électrique.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’orifice comporte par exemple un filetage pour permettre le montage avec le circuit.
En variante, il peut s’agir également d’un encliquetage ou d’une liaison réalisée grâce à un collier de serrage.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’élément mâle comporte à la fois une entrée et une sortie communiquant avec la cavité, et agencées pour être reliées au circuit de fluide diélectrique ou caloporteur.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’élément femelle comporte à la fois une entrée et une sortie communiquant avec la cavité, et agencées pour être reliées au circuit de fluide diélectrique ou caloporteur.
Selon l'un des aspects de l’invention, l'élément de connexion, mâle ou femelle, comporte un corps muni de deux tubulures formant respectivement l’entrée et la sortie de fluide diélectrique ou caloporteur.
Selon l’un des aspects de l’invention, les éléments de connexion, femelle et mâle, comportent chacun l’un de l’entrée et de la sortie communiquant avec la cavité, et agencées pour être reliées au circuit de fluide diélectrique ou caloporteur. Autrement dit, les entrée et sortie ne sont pas sur le même élément de la connexion.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque élément de connexion comporte, outre le corps, un ou plusieurs conducteurs électriques, par exemple sous la forme d’un ou plusieurs broches électriques. Ces conducteurs sont notamment au nombre de deux par élément de connexion.
Selon l’un des aspects de l’invention, la cavité de fluide diélectrique est agencée pour entourer le ou les conducteurs.
Selon l’un des aspects de l’invention, la cavité présente une forme sensiblement cylindrique.
Selon l’un des aspects de l’invention, la cavité présente une forme sensiblement annulaire.
Selon l’un des aspects de l’invention, le ou les conducteurs, par exemple des broches, sont agencé au contact du fluide diélectrique.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’un au moins des conducteurs électriques, par exemple la broche électrique, comporte au moins une ailette de refroidissement, notamment une pluralité d’ailettes de refroidissement.
Selon l’un des aspects de l’invention, cette ou ces ailettes sont disposées longitudinalement le long du conducteur électrique, notamment de la broche.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces ailettes sont identiques et disposées à équidistance l’une de l’autre, et sont par exemple en nombre supérieur à 5, notamment 10.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces ailettes présentent une forme de collerettes, notamment à bordures extérieures circulaires.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces collerettes s’étendent dans la cavité recevant le fluide diélectrique.
Selon l’un des aspects de l’invention, des ailettes sont formées à la fois sur le conducteur male et le conducteur femelle.
Selon l’un des aspects de l’invention, les ailettes sont réalisées d’un seul tenant avec le conducteur électrique correspondant.
Selon l’un des aspects de l’invention, les entrée et sortie de fluide diélectrique ou caloporteur sont disposées de part et d’autre du ou des conducteurs électriques associés.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’entrée de fluide diélectrique ou caloporteur est formée sur l’un des éléments de connexion et la sortie est formée sur l’autre des éléments de connexion. La cavité de fluide diélectrique communique avec ces entrée et sortie.
Selon l’un des aspects de l’invention, les éléments de connexion sont agencés pour pouvoir être assemblés notamment par encliquetage, de sorte que l’assemblage soit démontable. A cet effet, les corps, notamment en matière plastique, des éléments de connexion comportent des formes d’encliquetage agencées pour coopérer ensemble.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’un au moins des éléments de connexion est disposé dans un compartiment agencé pour recevoir un fluide diélectrique.
Selon l’un des aspects de l’invention, le compartiment est agencé pour recevoir au moins une batterie ou une cellule de batterie.
Selon l’un des aspects de l’invention, le ou les conducteurs électriques de cet élément de connexion est en contact avec le fluide diélectrique contenu dans ce compartiment. De préférence ce ou ces conducteurs ne sont pas entourés par un corps, notamment en plastique, appartenant à l’élément de connexion. Autrement dit, le fluide diélectrique est contenu dans le compartiment qui est distinct de l’élément de connexion et non dans une cavité propre à l’élément de connexion.
Selon l’un des aspects de l’invention, le compartiment comporte un passage et une bride étanche est fixée dans ce passage. Cette bride est de préférence agencée pour recevoir le ou les éléments de connexion.
Selon l’un des aspects de l’invention, cette bride est vissée par exemple sur la paroi du compartiment.
Selon l’un des aspects de l’invention, cette bride est associée à un joint d’étanchéité.
Selon l’un des aspects de l’invention, une pièce complémentaire est montée avec cette bride, cette pièce complémentaire étant disposée contre la paroi du compartiment, sur une face opposée de cette paroi par rapport à la bride.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’élément de connexion comporte un élément d’échange thermique, notamment pourvu d’ailettes de refroidissement, agencé pour permettre le refroidissement du fluide dans la cavité.
L’élément d’échange thermique est par exemple un corps contenant la cavité.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’élément d’échange thermique est un échangeur traversé par de l’eau froide.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’élément d’échange thermique est un échangeur refroidi par de l’air.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’élément d’échange thermique est un système diphasique de type caloduc ou diffuseur thermique.
La connexion électrique peut être choisie parmi :
- un connecteur dans lequel transite une puissance électrique du réseau haute tension, comme par exemple un connecteur électrique situé à l'interface du pack batterie, des connecteurs situés sur les machines électriques de traction, au niveau des convertisseurs électriques ou encore au niveau du connecteur de charge du véhicule.
En effet , c'est au niveau de la zone de connexion entre deux conducteurs que la résistance électrique est la plus importante. C'est donc à cet endroit que la puissance thermique dissipée est la plus importante et que réchauffement est le plus élevé. Aussi, puisque les propriétés intrinsèques des conducteurs limitent le courant à haute température (supérieure à 100°C notamment) il faut conserver une température dans les conducteurs inférieure à cette limite pour garantir le transfert de toute la puissance dans le temps.
L’invention a encore pour objet un procédé pour refroidir une connexion électrique comprenant un élément de connexion mâle et un élément de connexion femelle agencés pour être branchés électriquement ensemble, ce procédé comportant l’étape suivant :
- Mettre l’un au moins des éléments de connexion au contact d’un fluide diélectrique pour refroidir la connexion électrique lorsqu’un courant électrique circule dans la connexion électrique.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’alimentation électrique qui se réalise sous le refroidissement permis par le fluide diélectrique est destiné à une recharge d’une batterie ou une cellule de batterie d’un véhicule automobile, notamment une recharge rapide ou ultra rapide.
Selon l’un des aspects de l’invention, le fluide diélectrique est choisi parmi l’un des ces fluide :
HFC (hydrofluorocarbures),
CFC (Chlorofluorocarbure),
HCFC (hydrochlorofluorocarbures),
PFPE (Perfluoropolyether),
PFC (perfluorocarbures),
Huiles minérales ,
PFK (perfluoroketone).
L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemples non limitatifs en référence au dessin annexé dans lequel :
- la figure 1 illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, un système de refroidissement selon l’invention,
- les figures 2 et 3 illustrent, schématiquement et partiellement, suivant deux coupes, le système de refroidissement de la figure 1,
- les figures 4 à 7 illustrent respectivement d’autres modes de réalisation de l’invention.
On a représenté sur les figures 1 à 3 un système de refroidissement 1 d’au moins une connexion électrique 2, cette connexion électrique comportant au moins un élément de connexion mâle 3 et au moins un élément de connexion femelle 4 agencé pour coopérer avec l’élément mâle, le système de refroidissement comportant :
une cavité 5 recevant un fluide diélectrique 6, au moins l’un de l’élément mâle 3 et de l’élément femelle 4 est disposé au moins partiellement au contact de ladite cavité 5 de manière à ce que cet élément mâle ou femelle puisse être refroidi au contact du fluide diélectrique 6.
La connexion 2 est agencée pour permettre de connecter une prise de charge électrique (par exemple l’élément 3) à une prise d’un véhicule automobile (par exemple l’élément 4) afin de recharger une batterie ou cellules de batterie de ce véhicule.
Le système de refroidissement 1 comporte un circuit 10 pour la circulation d’un fluide caloporteur, distinct du fluide diélectrique 6.
Ce circuit 10 est agencé pour permettre le refroidissement de ce fluide diélectrique.
Ce circuit 10 peut être par exemple refroidi par un échangeur alimenté en liquide caloporteur ou par un échangeur traversé par de l’air ambiant pulsé (non représentés ici).
L’élément de connexion femelle 4 comporte des orifices 8 agencés pour être reliés fluidiquement au circuit 10 de fluide caloporteur.
Les orifices 8 comportent par exemple un filetage ou un bourrelet pour permettre le montage avec le circuit 10.
L’élément femelle 4 comporte à la fois une entrée 12 et une sortie 13 communiquant avec l’espace 17, et agencées pour être reliées au circuit 10 de fluide caloporteur.
L’élément 4 comporte un corps 11 muni des deux tubulures 14 et 15 formant respectivement l’entrée 12 et la sortie 13 de fluide caloporteur.
Chaque élément de connexion 3 et 4 comporte, outre le corps 11 et 18, plusieurs conducteurs électriques 20 et 21, par exemple sous la forme d’un ou plusieurs broches électriques. Ces conducteurs sont notamment au nombre de deux par élément de connexion.
La cavité 5 de fluide diélectrique est agencée pour entourer les conducteurs femelles 21. Cette cavité 5 est isolée de l’espace 17 par un élément ou pièce d’échange thermique 29.
En d’autres termes, la cavité 5 ne contient que du fluide diélectrique et est totalement fluidiquement étanche de l’espace annulaire 17 qui entoure cette cavité 5, espace annulaire dans lequel circule le fluide caloporteur, lequel n’est pas nécessairement diélectrique.
Des échanges thermiques s’opèrent entre le fluide diélectrique dans cavité 5 et le fluide caloporteur dans l’espace annulaire 17 par la pièce 29, laquelle est annulaire et comporte des ailettes 29a comme visible sur la figure 3.
La cavité 5 présente une forme sensiblement annulaire, parfaitement ronde ou arrondi allongée.
Les conducteurs femelles 21 sont agencés au contact du fluide diélectrique.
Comme illustré sur la figure 3, les conducteurs électriques femelles 21 peuvent comporter des ailettes de refroidissement 25.
Ces ailettes 25 sont disposées longitudinalement le long du conducteur électrique 21.
Ces ailettes 25 sont identiques et disposées à équidistance l’une de l’autre, et sont par exemple en nombre supérieur à 5, notamment 10.
Ces ailettes 25 présentent une forme de collerettes à bordures extérieures circulaires.
Ces ailettes 25 s’étendent dans la cavité 5 recevant le fluide diélectrique.
Ces ailettes 25 sont réalisées d’un seul tenant avec le conducteur électrique 21 correspondant.
Les éléments de connexion 3 et 4 sont agencés pour pouvoir être assemblés notamment par encliquetage, de sorte que l’assemblage soit démontable. A cet effet, les corps 11 et 18, notamment en matière plastique, des éléments de connexion comportent des formes d’encliquetage agencées pour coopérer ensemble. En variante, ces éléments sont serrés et non encliquetés.
La ou les pièces de refroidissement supplémentaires 29, ou une seule de forme sensiblement annulaire, sont prévues à proximité mais séparées des éléments 21.
La pièce 29 entoure les conducteurs femelles 21.
Des joints d’étanchéité 31 par exemple de forme annulaire sont prévus entre les éléments 21 et le corps 11.
Selon un autre exemple de l’invention illustré en référence aux figures 5 et 6, les éléments de connexion, femelle 4 et mâle 3, comportent chacun l’un de l’entrée 8 et de la sortie 9 communiquant avec la cavité 5, et agencées pour être reliées au circuit de fluide diélectrique 10. Autrement dit, les entrée et sortie ne sont pas sur le même élément de la connexion.
Des ailettes 25 sont formées à la fois sur le conducteur mâle 20 et le conducteur femelle 21 (voir figure 5).
Le fluide diélectrique dans la cavité 5 est au contact à la fois des conducteurs mâles 20 et femelles 21. La cavité 5 est ainsi relativement grande et est raccordée au circuit de fluide diélectrique.
Le corps 11 peut comporter des ailettes de refroidissement 55 extérieures à la cavité 50.
Dans l’exemple de la figure 5, la cavité 5 est ouverte vers le circuit mettant en mouvement le fluide diélectrique.
Dans un autre exemple de l’invention de la figure 4, le fluide diélectrique est inséré dans la cavité 50 autour d’éléments conducteurs. Le fluide dans la cavité 50 est refroidi par l’élément d’échange thermique 55, ici muni des ailettes, en interface avec l’extérieur. Il peut s’agit d’un échangeur thermique refroidi par convection naturel avec l’air ambiant ou d’un échangeur traversé par un circuit d’eau froide ou de réfrigérant de climatisation ou un échangeur refroidi par de l’air pulsé. Il peut également s’agir d’un caloduc ou d’un diffuseur thermique.
Dans l’exemple de la figure 4, l’échangeur 55 comporte outre des ailettes, un corps qui reçoit les éléments conducteurs.
Les ailettes 25, quant à elles, sont formées sur un manchon recevant chacun le conducteur mâle.
Le fluide diélectrique est emprisonné dans la cavité 50 et ne fait pas partie d’un circuit de refroidissement extérieur, comme dans l’exemple de la figure 3.
On va maintenant décrire l’exemple de réalisation suivant l’invention, en référence à la figure 7.
L’élément de connexion femelle 4 est disposé dans un compartiment 60 agencé pour recevoir un fluide diélectrique.
Le compartiment 60 est agencé pour recevoir au moins une batterie ou une cellule de batterie du véhicule.
Les conducteurs électriques 21 de cet élément de connexion sont en contact avec le fluide diélectrique contenu dans ce compartiment 60. De préférence ce ou ces conducteurs ne sont pas entourés par un corps, notamment en plastique, appartenant à l’élément de connexion. Autrement dit, le fluide diélectrique est contenu dans le compartiment qui est distinct de l’élément de connexion et non dans une cavité propre à l’élément de connexion.
Le compartiment 60 comporte un passage 61 et une bride étanche 62 est fixée dans ce passage. Cette bride 62 est agencée pour recevoir le ou les éléments de connexion.
Cette bride 62 est vissée par exemple sur la paroi 65 du compartiment 60.
Cette bride est associée à un joint d’étanchéité 67.
Une pièce complémentaire 68 est montée avec cette bride, cette pièce complémentaire étant disposée contre la paroi 65 du compartiment, sur une face opposée 71 de cette paroi par rapport à la bride 62.
Les cellules de batterie comprennent par exemple une pluralité de batteries au lithium-ion (Li-ion) pour une utilisation dans un véhicule 10 hybride. Dans un autre mode de réalisation, la pluralité de cellules de batterie sont des batteries Li-ion pour une utilisation dans un véhicule électrique à batterie.

Claims (10)

1. Système de refroidissement (1) d’au moins une connexion électrique, cette connexion électrique comportant au moins un élément de connexion mâle et au moins un élément de connexion femelle agencé pour coopérer avec l’élément mâle, le système de refroidissement comportant :
une cavité (5) recevant un fluide diélectrique, au moins l’un des éléments de connexion mâle (3) et femelle (4) comporte au moins un conducteur électrique, par exemple une broche électrique, disposé au moins partiellement au contact de ladite cavité de manière à ce que ce conducteur électrique puisse être refroidi au contact du fluide diélectrique (6).
2. Système selon la revendication précédente, dans lequel l’un seulement de l’élément mâle (3) et femelle (4) est au contact du fluide diélectrique.
3. Système selon la revendication 1, dans lequel les éléments mâle et femelle sont tous les deux au contact du fluide diélectrique.
4. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le fluide diélectrique est agencé pour s’évaporer dans la cavité lorsqu’il atteint un seuil de température prédéterminé.
5. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la cavité (5) est fermée de sorte que le fluide diélectrique est emprisonné dans cette cavité.
6. Système selon la revendication précédente, dans lequel la cavité ne contient que du fluide diélectrique et qui est totalement fluidiquement étanche d’un espace annulaire(17) qui entoure cette cavité.
7. Système selon la revendication précédente, dans lequel l’espace annulaire (17) est relié à un circuit pour la circulation d’un fluide caloporteur, distinct du fluide diélectrique dans le cavité (5).
8. Système selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le système de refroidissement comporte un circuit (10) pour la circulation du fluide diélectrique et la cavité est ouverte et peut être reliée à ce circuit.
9. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’un au moins des conducteurs électriques, par exemple la broche électrique, comporte au moins une ailette de refroidissement (25), notamment une pluralité d’ailettes de refroidissement.
10. Procédé pour refroidir une connexion électrique comprenant un élément de connexion male et un élément de connexion femelle agencés pour être branchés électriquement ensemble, ce procédé comportant l’étape suivant :
- Mettre l’un au moins des éléments de connexion au contact d’un fluide diélectrique pour refroidir la connexion électrique lorsqu’un courant électrique circule dans la connexion électrique.
FR1800192A 2018-03-05 2018-03-05 Systeme de refroidissement d'au moins une connexion electrique Withdrawn FR3078592A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1800192A FR3078592A1 (fr) 2018-03-05 2018-03-05 Systeme de refroidissement d'au moins une connexion electrique

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1800192A FR3078592A1 (fr) 2018-03-05 2018-03-05 Systeme de refroidissement d'au moins une connexion electrique
FR1800192 2018-03-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3078592A1 true FR3078592A1 (fr) 2019-09-06

Family

ID=62455600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1800192A Withdrawn FR3078592A1 (fr) 2018-03-05 2018-03-05 Systeme de refroidissement d'au moins une connexion electrique

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3078592A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022118838A1 (de) 2022-07-27 2024-02-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrisches Anschlusselement für ein Fahrzeug mit Elektroantrieb, und Fahrzeug mit Elektroantrieb

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2903091A1 (fr) * 2014-01-29 2015-08-05 Hypertac S.A. Système pour connecter électriquement au moins un premier équipement et un deuxième équipement entre eux
EP3043421A1 (fr) * 2015-01-12 2016-07-13 Phoenix Contact e-Mobility GmbH Corps de raccord electrique pour un connecteur de charge et/ou une douille de charge, connecteur de charge et station de charge destine a delivrer de l'energie electrique a un recepteur d'energie electrique
US20160270257A1 (en) * 2010-10-14 2016-09-15 Gregory Thomas Mark Actively cooled electrical connection
DE102015119338A1 (de) * 2015-11-10 2017-05-11 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Kontaktbaugruppe z.B. für einen Ladestecker

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160270257A1 (en) * 2010-10-14 2016-09-15 Gregory Thomas Mark Actively cooled electrical connection
EP2903091A1 (fr) * 2014-01-29 2015-08-05 Hypertac S.A. Système pour connecter électriquement au moins un premier équipement et un deuxième équipement entre eux
EP3043421A1 (fr) * 2015-01-12 2016-07-13 Phoenix Contact e-Mobility GmbH Corps de raccord electrique pour un connecteur de charge et/ou une douille de charge, connecteur de charge et station de charge destine a delivrer de l'energie electrique a un recepteur d'energie electrique
DE102015119338A1 (de) * 2015-11-10 2017-05-11 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Kontaktbaugruppe z.B. für einen Ladestecker

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022118838A1 (de) 2022-07-27 2024-02-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrisches Anschlusselement für ein Fahrzeug mit Elektroantrieb, und Fahrzeug mit Elektroantrieb

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3451485A1 (fr) Dispositif de connexion électrique pour véhicule automobile refroidi par un circuit de fluide réfrigérant
US20100136406A1 (en) Cooling device of battery pack
WO2019138176A1 (fr) Systeme de refroidissement d'au moins une batterie de vehicule automobile
JP2021518736A (ja) 一種の大電力充電スタンドの正負極液冷電気ケーブルの直列冷却構造
FR2969050A1 (fr) Procede et systeme de regulation de la temperature d'une batterie d'alimentation d'un vehicule a traction electrique et vehicule equipe d'un tel systeme
WO2018055297A2 (fr) Dispositif de regulation thermique
WO2020126619A1 (fr) Dispositif de gestion thermique d'un circuit de fluide caloporteur d'un véhicule hybride
FR3078592A1 (fr) Systeme de refroidissement d'au moins une connexion electrique
EP2370278B1 (fr) Dispositif pour refroidir les batteries d'un vehicule notamment electrique et vehicule equipe d'un tel dispositif
WO2013149971A1 (fr) Dispositif de chauffage électrique de fluide pour véhicule automobile et procédé d'assemblage dudit dispositif de chauffage
FR2999812A3 (fr) Batterie, dispositif de charge rapide et station de charge rapide pour vehicules electriques ou hybrides a refroidissement optimise
WO2024037232A1 (fr) Terminal de charge
CN218640688U (zh) 一种用于向目标车辆充电的充电终端
EP3661798A1 (fr) Dispositif de connexion électrique pour véhicule refroidi par un circuit de fluide caloporteur
FR3001341A1 (fr) Ensemble de batteries avec connectique fluidique amovible et circuit de refroidissement associe
FR2989841A1 (fr) Dispositif de regulation thermique pour module de batteries.
EP3753065B1 (fr) Système de refroidissement de cellules de batterie de véhicule automobile
FR3063182A1 (fr) Systeme de conditionnement thermique d'un vehicule automobile mettant en oeuvre un dispositif de gestion thermique d'un pack-batterie
FR3070330A1 (fr) Connecteur electrique participant a une charge de batterie de vehicule et comprenant un element de traitement thermique
FR3061766A1 (fr) Dispositif d'echange thermique, notamment pour la regulation thermique d'une batterie d'un vehicule automobile
EP3861587B1 (fr) Système de refroidissement de cellules de batterie de véhicule automobile
WO2022128578A1 (fr) Element de refroidissement pour cable de charge electrique d'un dispositif de stockage d'energie electrique et procede de mise en place correspondant
FR3108464A1 (fr) Dispositif de régulation thermique
FR2819344A1 (fr) Vehicule comportant une batterie d'accumulateurs refroidie par un dispositif de climatisation
FR3112245A1 (fr) Module électrique pour former une interface électrique d'un système de stockage d'énergie d'un véhicule automobile

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20190906

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

ST Notification of lapse

Effective date: 20221105