FR3084526A1 - Systeme de refroidissement d’une batterie de reseau de bord au lithium-ion - Google Patents

Systeme de refroidissement d’une batterie de reseau de bord au lithium-ion Download PDF

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Abstract

Système de refroidissement d'une batterie de réseau de bord (20) d'un véhicule automobile, comportant un boîtier (22) de couverture de la batterie (20), un conduit d'admission d'air de refroidissement comprenant une unique entrée équipée d'un dispositif de raccordement sur un collecteur d'auvent (4) du véhicule et une unique sortie débouchant sur le boîtier (22), et un pulseur (28) de circulation d'air dans ce boîtier (22).

Description

SYSTEME DE REFROIDISSEMENT D’UNE BATTERIE DE RESEAU DE BORD AU LITHIUM-ION
La présente invention concerne un système de refroidissement d’une batterie de réseau de bord de véhicule automobile, ainsi qu’un véhicule automobile équipé d’un tel système de refroidissement.
Les véhicules automobiles comportent un réseau de bord électrique généralement en 12V, qui alimente l’ensemble des équipements électriques de ce réseau de bord, comprenant une batterie de stockage d’énergie électrique permettant notamment le démarrage du moteur thermique.
Les batteries au plomb utilisées couramment chauffent peu, et peuvent rester à l’air libre dans le compartiment moteur en utilisant la ventilation naturelle sans risquer d’endommagement.
Toutefois la législation remettant en cause l’usage des batteries au plomb, il est envisagé d’utiliser des batteries au lithium-ion pour le réseau de bord qui se dégradant au-dessus d’une température relativement basse, doivent bénéficier d’un système de refroidissement pour rester dans le compartiment moteur comprenant le moteur thermique qui chauffe ce compartiment.
Un dispositif de refroidissement connu pour un module d’alimentation d’une machine électrique de traction d’un véhicule hybride ou électrique, présenté notamment par le document FR-A1-2949391, comporte une entrée d’air frais pris dans l’habitacle du véhicule qui alimente un boîtier couvrant le module d’alimentation pour le refroidir, puis un pulseur d’air réalisant une extraction de l’air réchauffé dans ce boîtier pour l’évacuer en dessous du plancher du véhicule.
Toutefois le refroidissement par air d’un système disposé dans le compartiment moteur placé à l’avant du véhicule, pose des problèmes d’alimentation en air frais car le prélèvement d’air dans l’habitacle n’est pas admissible à cause de risques de remontées de bruits et d’air chaud venant du compartiment moteur, suivant les conditions de roulage.
Par ailleurs on ne peut prélever de l’air sous le capot moteur car il peut être fortement chauffé par le moteur thermique, ni prélever de l’air frais sur la façade avant du véhicule qui est réservé pour le refroidissement du groupe motopropulseur et du système de climatisation.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces inconvénients de la technique antérieure.
Elle propose à cet effet un système de refroidissement d’une batterie de réseau de bord d’un véhicule automobile, remarquable en ce qu’il comporte un boîtier de couverture de la batterie, un conduit d’admission d’air de refroidissement comprenant une unique entrée équipée d’un dispositif de raccordement sur un collecteur d’auvent du véhicule et une unique sortie débouchant sur le boîtier, et un pulseur de circulation d’air dans ce boîtier.
Un avantage de ce système de refroidissement est qu’il prélève un air frais dans le collecteur d’auvent directement relié à l’extérieur du véhicule, dans une zone mise en légère pression lors du roulage à cause de la forme du véhicule générant une surpression entre le capot moteur et la base du parebrise.
En prélevant l’air dans le collecteur d’auvent avec le conduit comprenant une unique entrée et une unique sortie, utilisé exclusivement pour cette circulation d’air, on évite tout risque de pollution de l’habitacle avec des émanations gazeuses venant du compartiment moteur, qui pourrait se produire avec des conduits utilisés par exemple au moins en partie pour le chauffage ou la climatisation de cet habitacle.
De plus la batterie du réseau de bord se trouvant généralement en dessous du collecteur d’auvent, le conduit d’admission est court ce qui limite les pertes de charge dans ce conduit, ainsi que sa masse et son coût.
Le système de refroidissement suivant l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.
Avantageusement, le conduit d’admission arrive sur le dessus du boîtier. Dans ce cas, avantageusement le conduit d’admission comporte une courbure qui descend vers le bas en direction du sol, de manière continue de son entrée vers sa sortie.
Avantageusement, la section du conduit d’admission comporte une forme allongée suivant la direction transversale qui est perpendiculaire au sens de marche du véhicule.
Avantageusement, le dispositif de raccordement sur le collecteur d’auvent comporte un système filtrant de protection.
Avantageusement, le conduit d’admission comporte après l’entrée un dispositif de drainage de l'eau entrant dans ce conduit.
Dans ce cas, en particulier le système de drainage peut comporter au début du conduit d’admission une base qui est inclinée vers le bas dans la direction inverse du passage d’air, et qui reçoit à son point inférieur un tuyau d’évacuation d’eau.
Avantageusement, le pulseur réalise une extraction d’air hors du boîtier.
Dans ce cas, en particulier le pulseur peut être disposé sur le côté du boîtier, et comporter une sortie d’air tournée vers le bas.
L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d’une batterie de réseau de bord au lithium-ion, remarquable en ce que cette batterie comporte un système de refroidissement comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes
L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 présente la partie supérieure du compartiment moteur avant d’un véhicule automobile, comportant une batterie équipée d’un système de refroidissement selon l’invention ;
- la figure 2 est une vue de côté de la batterie avec son système de refroidissement, et du collecteur d’auvent présenté en coupe suivant un plan de coupe verticale disposé dans l’axe longitudinal du véhicule ; et
- la figure 3 est une vue arrière de l’intérieur de l’auvent et de la batterie.
Les figures 1, 2 et 3 présentent le compartiment moteur avant d’un véhicule comportant un moteur thermique 2 disposé transversalement sur le côté droit de ce compartiment. La direction avant du véhicule est indiquée par la flèche AV.
Un collecteur d’auvent 4 forme un creux allongé transversalement sous la partie arrière du capot moteur, entre la base du pare-brise 6, et une tôle avant de collecteur 8 disposant d’un joint d’étanchéité supérieur 10 recevant l’appui de ce capot moteur.
Une batterie du réseau de bord 20 disposée dans le compartiment moteur, sensiblement au-dessus du passage de la roue avant gauche, forme un rectangle allongé dans la direction longitudinale comprenant une partie arrière venant en dessous du collecteur d’auvent 4.
Un boîtier de couverture 22 forme un capot réalisé par un moulage en matière plastique, couvrant l’ensemble de la batterie 20 en laissant un espace ouvert au-dessus de la cosse positive 26 disposée à l’avant de la batterie et de la cosse négative 26 disposée à l’arrière, afin de permettre le raccordement de fils d’alimentation 42 sur ces cosses.
Un conduit d’admission 32 formé par un moulage en matière plastique présentant une section aplatie horizontalement dans la direction transversale du véhicule pour prendre moins de place en hauteur, dispose d’une extrémité arrière raccordée à un perçage de la tôle d’auvent 8 un peu au-dessus de la base du collecteur d’auvent 4 par l’intermédiaire d’un système filtrant de protection 34 comme une grille, empêchant l’introduction d’objets.
Le conduit d’admission 32 présente en direction de l’avant, une partie arrière inclinée d’environ 30° vers le bas, puis après une courbure une partie avant inclinée d’environ 60° vers le bas, qui se terri i ne par un raccordement sur le dessus du boîtier 22.
Le collecteur d’auvent 4 comporte à sa base des perçages d’évacuation de l’eau de pluie qui rentre dans ce collecteur. L’entrée du conduit d’admission étant disposée au-dessus de la base de ce collecteur 4, peut recevoir de manière occasionnelle un peu d’eau, notamment en cas de forte pluie.
Le début du conduit d’admission 32 disposé sous l’entrée raccordée au collecteur d’auvent 4, présente un système de drainage comprenant une base 38 légèrement inclinée vers le bas en partant vers l’arrière, recevant à son extrémité arrière un tuyau d’évacuation d’eau 40 pour rejeter un petit débit d’eau qui aurait pu entrer dans ce conduit. De cette manière l’eau s’évacue dans le sens inverse du passage d’air.
Un pulseur d’air plat 28 fixé à plat sur le côté droit du boîtier de couverture 22, comporte une turbine entraînée par un moteur électrique alimenté par le réseau de bord, qui extrait l’air réchauffé à l’intérieur de ce boîtier pour l’éjecter par une sortie 30 tournée vers le bas.
Avantageusement le système de refroidissement comporte un dispositif de mesure ou d’évaluation de la température de la batterie 20 pour commander le fonctionnement du pulseur quand il est nécessaire, afin de réduire sa consommation d’énergie.
On obtient avec le fonctionnement du pulseur d’air 28, de manière simple et efficace, une circulation forcée d’air prélevé dans le collecteur d’auvent 4 situé juste au-dessus de la batterie 20, qui est frais, puis venant du conduit d’admission 32 qui est très court arrive sur le dessus de la batterie 22, pour parcourir ses côtés et sortir par le pulseur d’air latéral 28 pour être rejeté dans le compartiment moteur.
On évite ainsi de prélever sur la façade avant du véhicule un air réservé aux échangeurs thermiques, utilisé pour le fonctionnement du groupe motopropulseur et du système de climatisation de l’habitacle, et de prélever un air dans le compartiment moteur qui peut être fortement réchauffé.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1 - Système de refroidissement d’une batterie de réseau de bord (20) d’un véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte un boîtier (22) de couverture de la batterie (20), un conduit d’admission d’air de refroidissement comprenant une unique entrée équipée d’un dispositif de raccordement sur un collecteur d’auvent (4) du véhicule et une unique sortie débouchant sur le boîtier (22), et un pulseur (28) de circulation d’air dans ce boîtier (22).
  2. 2 - Système de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit d’admission (32) arrive sur le dessus du boîtier (22).
  3. 3 - Système de refroidissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le conduit d’admission (32) comporte une courbure qui descend vers le bas en direction du sol, de manière continue de son entrée vers sa sortie.
  4. 4 - Système de refroidissement selon l'une quelconquedes revendications précédentes, caractérisé en ce que la section du conduit d’admission (32) comporte une forme allongée suivant la direction transversale qui est perpendiculaire au sens de marche du véhicule.
  5. 5 - Système de refroidissement selon l'une quelconquedes revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositifde raccordement sur le collecteur d’auvent (4) comporte un système filtrant de protection (34).
  6. 6 - Système de refroidissement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit d’admission (32) comporte après l’entrée un dispositif de drainage de l'eau entrant dans ce conduit (32).
  7. 7 - Système de refroidissement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système de drainage comporte au début du conduit d’admission (32) une base (38) qui est inclinée vers le bas dans la direction inverse du passage d’air, et qui reçoit à son point inférieur un tuyau d’évacuation d’eau (40).
  8. 8 - Système de refroidissement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pulseur (28) réalise une extraction d’air hors du boîtier (22).
  9. 9 - Système de refroidissement selon la revendication 8, caractérisé en 5 ce que le pulseur (28) est disposé sur le côté du boîtier (22), et comporte une sortie d’air (30) tournée vers le bas.
  10. 10 - Véhicule automobile équipé d’une batterie de réseau de bord (20) au lithium-ion, caractérisé en ce que cette batterie (20) comporte un système de refroidissement selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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