FR3088143A1 - Ensemble de refroidissement, notamment pour batterie de vehicule - Google Patents

Ensemble de refroidissement, notamment pour batterie de vehicule Download PDF

Info

Publication number
FR3088143A1
FR3088143A1 FR1860219A FR1860219A FR3088143A1 FR 3088143 A1 FR3088143 A1 FR 3088143A1 FR 1860219 A FR1860219 A FR 1860219A FR 1860219 A FR1860219 A FR 1860219A FR 3088143 A1 FR3088143 A1 FR 3088143A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
fluid
common
cooling
channel
cooling elements
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.)
Granted
Application number
FR1860219A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3088143B1 (fr
Inventor
Fethy Djallal
Marc Herry
Thibaut Perrin
Mohamed Ibrahimi
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 FR1860219A priority Critical patent/FR3088143B1/fr
Priority to PCT/FR2019/052636 priority patent/WO2020094984A1/fr
Publication of FR3088143A1 publication Critical patent/FR3088143A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3088143B1 publication Critical patent/FR3088143B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6552—Closed pipes transferring heat by thermal conductivity or phase transition, e.g. heat pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6569—Fluids undergoing a liquid-gas phase change or transition, e.g. evaporation or condensation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

L'invention concerne un ensemble de refroidissement pour dispositif susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment un dispositif de stockage d'énergie électrique pour véhicule automobile, cet ensemble étant notamment agencé pour recevoir des cellules de stockage d'énergie électrique, cet ensemble comportant : - un boitier (12) agencé pour recevoir notamment des cellules de batterie, - placés dans ce boitier, une pluralité d'éléments de refroidissement (51) des cellules de batterie, chaque élément comportant un canal intérieur de circulation de fluide de refroidissement, ces éléments de refroidissement étant disposés suivant au moins deux rangées associées notamment à deux rangées de cellules de batterie, - un organe de distribution (55) de fluide de refroidissement agencé pour acheminer du fluide vers ces éléments de refroidissement et évacuer du fluide après sa circulation dans ces éléments de refroidissement, cet organe étant commun aux deux rangées d'éléments de refroidissement.

Description

L'invention concerne un dispositif de stockage d'énergie électrique pour véhicule automobile, comprenant un boîtier et au moins une cellule de stockage d'énergie électrique reçue dans le boîtier. L’invention se rapporte également à un compartiment pour dispositif de stockage d'énergie électrique pour véhicule automobile.
Dans le domaine automobile, il est connu de mettre en œuvre des batteries électriques sous forme de modules. Chaque module comporte une pluralité de cellules de stockages d’énergie électrique reçues dans un boîtier. Il est ainsi plus aisé de combiner les batteries électriques pour obtenir une capacité de charge souhaitée. Il est également plus aisé, de la sorte, de monter la batterie sur le véhicule automobile, les cellules de stockage étant protégées par le boîtier.
La demande US 2011/0206967 A décrit un exemple de telle batterie. Dans cette demande, les cellules sont stockées dans des containers ayant des logements de réception des cellules. Une paroi des containers, destinées à être en contact avec une paroi d’un container voisin, présente des renfoncements formant une partie de conduit de circulation d’un fluide de refroidissement.
Le but de l’invention est de proposer un dispositif de stockage d’énergie électrique pour véhicule automobile qui soit amélioré.
L’invention a ainsi pour objet un ensemble de refroidissement pour dispositif susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment un dispositif de stockage d'énergie électrique pour véhicule automobile, cet ensemble étant notamment agencé pour recevoir des cellules de stockage d'énergie électrique, cet ensemble comportant :
un boîtier agencé pour recevoir notamment des cellules de batterie, placés dans ce boîtier, une pluralité d’éléments de refroidissement des cellules de batterie, chaque élément comportant un canal intérieur de circulation de fluide de refroidissement, ces éléments de refroidissement étant disposés suivant au moins deux rangées associées notamment à deux rangées de cellules de batterie, un organe de distribution de fluide de refroidissement agencé pour acheminer du fluide vers ces éléments de refroidissement et évacuer du fluide après sa circulation dans ces éléments de refroidissement, cet organe étant commun aux deux rangées d’éléments de refroidissement, cet organe de distribution étant agencé entre les deux rangées d’éléments de refroidissement et étant en outre agencé pour être placé au moins partiellement notamment entre les deux rangées de cellules de batterie.
L’invention est particulièrement bien adaptée au contexte de refroidissement de batteries électriques pour tout type d’application présentant un boîtier contenant l’ensemble des batteries électriques.
L’invention s’applique notamment à l’intégration d’échangeurs face à face, à un réseau de distribution fluide situé entre les modules batterie.
L’invention permet notamment de profiter de l’espace vacant entre modules.
De manière générale, les échangeurs présents dans le pack batterie sont liés au réseau de distribution de façon mécanique. Dans les applications connues, il s’agit de liaison de type quick-connect ou vissage, et le réseau de distribution est indépendant de la structure du boîtier. Des raccords flexibles sont nécessaires entres les échangeurs et le système de distribution.
Dans la présente invention, de par son architecture, le boîtier est par exemple en matériau composite, avec une feuille en matériau composite, et intègre la fonction distribution/acheminement de fluide de refroidissement dans l’espace vacant central entre les modules batteries.
Lorsque les échangeurs sont face à face avec deux canaux de distribution centraux, les passages de fluide entrée/sortie nécessitent des aménagements verticaux.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’organe de distribution de fluide comporte un canal commun d’arrivée de fluide pour distribuer le fluide dans les éléments de refroidissement, et un canal commun de sortie de fluide agencé pour évacuer le fluide ayant circulé dans les éléments de refroidissement.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces canaux d’arrivée et de sortie s’étendent de manière parallèle l’un à l’autre.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’un au moins de ces canaux communs, de préférence les deux canaux communs, sont formés entre une coque et une paroi de fond du boîtier, la coque étant fixée sur la paroi de fond de manière à former ces deux canaux.
Selon l’un des aspects de l’invention, la coque comporte une ou plusieurs cloisons de séparation agencées pour séparer le canal commun d’entrée et le canal commun de sortie.
Selon l’un des aspects de l’invention, la coque présente une forme longiligne, notamment parallèle aux deux rangées d’éléments de refroidissement.
Selon l’un des aspects de l’invention, la coque est formée par une pièce d’un seul tenant, notamment par formage, notamment par moulage, thermo formage, injection, usinage ou impression 3D.
Selon l’un des aspects de l’invention, la coque est réalisée en matériaux tels plastique, composite, métal.
Selon l’un des aspects de l’invention, la coque est au moins 5 fois plus longue que haute, notamment au moins 10 fois plus longue que haute (la longueur étant mesurée suivant la direction des rangées d’éléments de refroidissement et la hauteur mesurée perpendiculairement au plan dans lequel s’étendent les éléments de refroidissement).
Selon l’un des aspects de l’invention, la hauteur de cette coque est comprise entre 2 mm et 4 mm .
Selon l’un des aspects de l’invention, l’organe de distribution de fluide de refroidissement comporte, pour chaque élément de refroidissement, un orifice d’entrée de fluide et un orifice de sortie de fluide agencés pour acheminer et évacuer du fluide de cet élément de refroidissement.
Selon l’un des aspects de l’invention, les orifices d’entrée et de sorite sont, de préférence régulièrement, espacés le long de la coque.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’organe de distribution de fluide de refroidissement comporte une entrée générale de fluide et une sortie générale de fluide.
Selon l’un des aspects de l’invention, les orifices d’entrée et de sorite de fluide sont formés sur un sommet de la coque, à savoir à un point le plus haut par rapport à la paroi de fond.
Selon l’un des aspects de l’invention, la coque présente une forme de deux U côte à côte, chaque U correspondant à l’un des canaux communs d’entrée et de sortie.
Selon l’un des aspects de l’invention, les orifices d’entrée sont formés sur un sommet du U, et les orifices de sortie sur le sommet de l’autre U.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque élément de refroidissement comporte une région de connexion de fluide qui présente une marche.
Selon l’un des aspects de l’invention, cette marche forme moins de 50% de la superficie de l’élément de refroidissement, notamment moins de 20% voire 15%.
Selon l’un des aspects de l’invention, la marche est à une extrémité de cet élément de refroidissement.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque élément de refroidissement comporte une face principale de refroidissement agencée pour être mis au contact d’une ou plusieurs cellules de batterie, face principale qui est en appui sur la paroi de fond, et la région de connexion prolonge cette face principale, et la marche ayant une extrémité éloignée de la face principale et est agencée pour se connecter à l’un des orifices d’entrée et l’un des orifices de sortie de l’organe de distribution collective.
Ainsi le fluide de refroidissement est agencé pour circuler d’abord dans la région de connexion, donc la marche, puis dans la face principale, puis dans la région de connexion pour son évacuation vers l’organe de distribution collective.
Selon l’un des aspects de l’invention, la marche est formée par pliage de plaques.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’extrémité de la marche vient en appui sur le sommet de l’organe de distribution collective, et ainsi recouvre partiellement ce sommet.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’extrémité de la marche comporte un orifice d’entrée et un orifice de sortie agencée pour être mis en communication avec les orifices respectifs de l’organe de distribution.
Selon l’un des aspects de l’invention, les orifices d’entrée et de sortie de l’élément de refroidissement comportent chacun une tubulure de raccord de fluide qui est agencée pour être insérée dans l’orifice associé sur l’organe de distribution collective.
Selon l’un des aspects de l’invention, cette tubulure comporte au moins un joint d’étanchéité, notamment plusieurs, agencé pour assurer l’étanchéité entre la tubulure et l’orifice associé sur l’organe de distribution, lequel comporte notamment une jupe de maintien.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’insertion de la tubulure dans l’orifice associé se fait par appui suivant la direction de la hauteur de l’organe de distribution.
En variante, l’organe de distribution de fluide comporte :
- un corps central ménageant des canaux communs d’entrée de fluide et de sortie de fluide,
- des branches latérales chacune agencée pour • soit acheminer du fluide depuis le canal d’entrée commun vers l’élément de refroidissement associé • soit évacuer du fluide vers le canal commun de sortie depuis l’élément de refroidissement associé.
Selon l’un des aspects de l’invention, les branches sont disposées par rapport au corps central à la manière d’arrêtés de poisson.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque branche comporte à une extrémité opposée au corps central auquel elle se raccorde un orifice d’entrée ou de sortie de fluide.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque élément de refroidissement se raccorde aux deux branches voisines, l’une pour acheminer le fluide et l’autre pour l’évacuer après circulation dan l’élément de refroidissement.
Selon l’un des aspects de l’invention, le corps central et les branches sont formés d’une même pièce.
Selon l’un des aspects de l’invention, le corps central comporte une cloison interne pour séparer le canal commun d’entrée et le canal commun de sortie.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’un des canaux communs, dans le corps central, entoure l’autre des canaux communs, le canal qui entoure l’autre présente un virage à l’une des extrémités de sorte à avoir une forme en U, l’autre canal commun ayant une forme en I dans le corps central.
Selon l’un des aspects de l’invention, le chemin de fluide dans le corps central, chemin qui est relié l’une des branches, passe au dessus de la cloison qui sépare les canaux communs d’entrée et de sortie, pour rejoindre le canal en forme de I entrouré par le canal en forme de U. Ceci se traduit par une saille de la branche sur le haut du corps central pour former ce chemin de fluide qui enjambe la cloison.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque branche comporte un décrochement sur lequel l’orifice est formé et la plaque de l’élément de refroidissement vient en appui sur ce décrochement.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque élément de refroidissement est formé par l’assemblage de deux plaques définissant entre elles au moins le canal de fluide.
Selon l’un des aspects de l’invention, tous les éléments de refroidissement associés à une rangée sont identiques entre eux.
Selon l’un des aspects de l’invention, les éléments de refroidissement sont posés sur la paroi de fond.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’organe de distribution peut être fermé sur son pourtour pour définir les canaux communs de sorte qu’il n’est pas nécessaire de faire intervenir la paroi de fond pour faire les canaux communs. Autrement dit le pourtour du ou des canaux communs sont formés par la même pièce et non par l’assemblage de deux pièces comme dans l’exemple décrit plus haut avec la paroi de fond.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’organe de distribution est relié à un circuit externe de refroidissement pour refroidir le fluide qui circule en son sein.
Avantageusement, la connexion entre l’échangeur et le canal de distribution est réalisée sans système additionnel de fixation (raccords flexibles, vissage, quick connect...). Cela présente également un aspect innovant pour l’assemblage et une facilité de montage.
Les avantages de l’invention sont notamment :
une compacité verticale et transversale (utilisation espace central entre modules) une réduction du nombre de composants (pas de système de maintien ou flexibles...) une simplicité d’intégration des éléments constituant le pack batteries.
Selon l’un des aspects de l’invention, la coque qui en quelque sorte forme un demicanal, sous forme de pièce plastique moulée ou injectée, est fermée par la plaque de base ou le fond. La fermeture est réalisée par soudure miroir ou collage.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de base ne présente pas d’interface particulière.
Selon l’un des aspects de l’invention, les échangeurs ou éléments de refroidissement ont une forme complexe car ils nécessitent une courbure, ou pliage, et un déport des entrées/sorties pour permettre la jonction verticale avec le système de distribution.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’étanchéité peut être simple ou double, elle est assurée par compression radiale d’un (ou deux) joint(s) lorsqu’une jupe pénètre suffisamment dans le logement. Ceci est possible lors du vissage des modules batteries sur les traverses. Le vissage permet de « descendre » les modules batteries à une certaine côte en « Z ». En conséquence, l’échangeur suit le même mouvement et la compression du joint est assurée. H n’y a donc aucun système de maintien ou connexion de type quickconnect ou vissage.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
- les figures 1 à 4 sont des vues d’un exemple de mise en œuvre de l’invention,
- les figures 5 à 7 sont des vues d’un autre exemple de mise en œuvre de l’invention.
Les figures 1 et 2 illustrent un premier exemple de dispositif de stockage d’énergie électrique 10 pour véhicule automobile. Le véhicule automobile peut notamment être une voiture, un camion, un bus.
Le dispositif de stockage d’énergie électrique 10 comporte un boîtier 12, ou casing en anglais, et des cellules 14 de stockage d’énergie électrique. Les cellules 14 sont par exemple montées électriquement en série. Les cellules 14 peuvent former des modules et le dispositif 10 comporte deux rangées 9 de modules de batteries.
Le boîtier 12 est formé, comme cela est plus visible sur la figure 1, d’un compartiment 16 inferieur et d’un couvercle 18 destiné à fermer le boîtier 12 pour protéger les cellules 14. Le couvercle 18 vient recouvrir un logement 20 défini par la partie 16.
Le compartiment 16 a une forme de cuvette, avec une paroi fond 26, des parois latérales 28 formant un cadre, des traverses 29 pour le montage des modules 9, et un couvercle inferieur 30 placé sous la paroi de fond 26.
Le cadre 28 présente une fonction structurelle et de protection contre des chocs.
Le couvercle inferieur 30 sert de protection aux chocs.
Le compartiment 16 qui est agencé pour recevoir les cellules de stockage d'énergie électrique, comporte :
la paroi de fond 26, la paroi de fond comportant un matériau composite, des parois latérales 28 se posant sur la paroi de fond 26.
La paroi de fond 26 présente une fonction de support d’éléments de compression d’éléments de refroidissement sur les modules de batterie.
On a en particulier représenté sur la figure 1 un ensemble de refroidissement 50 pour le dispositif 10 susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, , cet ensemble comportant :
le boîtier 12, placés dans ce boîtier 12, une pluralité d’éléments de refroidissement 51 des cellules de batterie, chaque élément 51 comportant un canal intérieur de circulation de fluide de refroidissement, ces éléments de refroidissement 51 étant disposés suivant au moins deux rangées 52 associées notamment à deux rangées de cellules de batterie 9, un organe de distribution 55 de fluide de refroidissement agencé pour acheminer du fluide vers ces éléments de refroidissement et évacuer du fluide après sa circulation dans ces éléments de refroidissement, cet organe 55 étant commun aux deux rangées 52 d’éléments de refroidissement, cet organe de distribution 55 étant agencé entre les deux rangées 52 d’éléments de refroidissement 51 et étant en outre agencé pour être placé au moins partiellement notamment entre les deux rangées de cellules de batterie.
L’organe de distribution de fluide 55 comporte un canal commun d’arrivée 60 de fluide pour distribuer le fluide dans les éléments de refroidissement, et un canal commun de sortie 61 de fluide agencé pour évacuer le fluide ayant circulé dans les éléments de refroidissement 51.
Ces éléments 51 sont éloignés les uns des autres.
Ces canaux d’arrivée 60 et de sortie 61 s’étendent de manière parallèle l’un à l’autre.
Les deux canaux communs 60 et 61 sont formés entre une coque 63 et la paroi de fond 26 du boîtier, la coque 63 étant fixée sur la paroi de fond 63 par exemple par soudure de manière à former ces deux canaux. 60 et 61.
La coque 63 comporte plusieurs cloisons de séparation 66 agencées pour séparer le canal commun d’entrée 60 et le canal commun de sortie 61.
La coque 63 présente une forme longiligne, parallèle aux deux rangées 9 d’éléments de refroidissement.
La coque 63 est formée par une pièce d’un seul tenant, notamment par formage.
La coque 63 est réalisée en plastique, composite ou métal.
La coque 63 est au moins 5 fois plus longue que haute, notamment au moins 10 fois plus longue que haute (la longueur étant mesurée suivant la direction des rangées d’éléments de refroidissement et la hauteur mesurée perpendiculairement au plan dans lequel s’étendent les éléments de refroidissement).
La hauteur de cette coque 63 est comprise entre 2 mm et 40 mm.
L’organe de distribution 55 de fluide de refroidissement comporte, pour chaque élément de refroidissement 51, un orifice d’entrée 66 de fluide et un orifice de sortie 67 de fluide agencés pour acheminer et évacuer du fluide de cet élément de refroidissement 51, comme illustré sur la figure 4.
Les orifices d’entrée et de sortie 66 et 67 sont espacés le long de la coque 63.
L’organe de distribution 55 de fluide de refroidissement comporte une entrée générale de fluide et une sortie générale de fluide, non représentées, par exemple à l’une des extrémités des canaux communs60 et 61.
Les orifices d’entrée et de sortie de fluide 66 et 67 sont formés sur un sommet de la coque 63, à savoir à un point le plus haut par rapport à la paroi de fond 26.
La coque 63 présente une forme de deux U côte à côte, chaque U, de référence 69, correspondant à l’un des canaux communs d’entrée et de sortie 60 et 61.
Les orifices d’entrée 66 sont formés sur un sommet du U, et les orifices de sortie 67 sur le sommet de l’autre U.
Chaque élément de refroidissement 51 comporte une région de connexion 70 de fluide qui présente une marche 71.
Cette marche 71 forme moins de 50% de la superficie de l’élément de refroidissement 51, notamment moins de 20% voire 15%.
La marche 71 est à une extrémité 72 de cet élément de refroidissement 51.
Chaque élément de refroidissement 51 comporte une face principale 74 de refroidissement agencée pour être mis au contact d’une ou plusieurs cellules de batterie, face principale 74 qui est en appui sur la paroi de fond 26, et la région de connexion 70 prolonge cette face principale 74, et la marche 71 ayant une extrémité 77 éloignée de la face principale 74 et est agencée pour se connecter à l’un des orifices d’entrée 66 et l’un des orifices de sortie 67 de l’organe de distribution collective 55.
Ainsi le fluide de refroidissement est agencé pour circuler d’abord dans la région de connexion, donc la marche 71, puis dans la face principale 74, puis dans la région de connexion 77 pour son évacuation vers l’organe de distribution collective.
La marche 71 est formée par pliage de plaques.
L’extrémité de la marche 77 vient en appui sur l’un des sommets 80 de l’organe de distribution collective 55, et ainsi recouvre partiellement ce sommet.
L’extrémité 77 de la marche 71 comporte un orifice d’entrée 82 et un orifice de sortie 83 agencée pour être mis en communication avec les orifices respectifs 66 ;67 de l’organe de distribution, comme visible sur les figures 3 et 4.
Les orifices d’entrée 82 et de sortie 83 de l’élément de refroidissement 51 comportent chacun une tubulure de raccord 88 de fluide qui est agencée pour être insérée dans l’orifice 66 ;67 associé sur l’organe de distribution collective 55.
Un ou plusieurs joints annulaires 89 sont prévus sur chaque tubulure 88, pour assurer l’étanchéité entre la tubulure et l’orifice associé sur l’organe de distribution 55, lequel comporte notamment une jupe de maintien 89 pour coopérer avec chaque tubulure 88.
L’insertion de la tubulure 88 dans l’orifice 66 ;67 associé se fait par appui suivant la direction Z de la hauteur de l’organe de distribution 55.
L’invention permet un gain de place suivant l’axe Z, les éléments de refroidissement étant pliés pour gain de place.
On notera la présence d’une gorge 85 dans la tubulure permettant la butée radiale interne du joint. Ainsi, la connectique de l’échangeur, appelée « sleeve », passe au travers de la plaque de base 26 et est en liaison étanche avec le système de distribution. L’étanchéité est assurée par compression d’un joint mécanique.
En termes de mise en position, l’échangeur est pré-positionné par les tubulures dans les logements prévus dans la plaque de base 26. Ainsi pour un échangeur, les tubulures entrée/sortie se pré-positionnent dans la plaque de base 26 avant d’être en position finale après vissage des modules batteries sur les traverses 28.
Dans un autre exemple de l’invention illustré en figues 5 à 7, l’organe de distribution 100 de fluide comporte :
- un corps central 101 ménageant des canaux communs d’entrée 102 de fluide et de sortie 103 de fluide,
- des branches latérales 105 chacune agencée pour • soit acheminer du fluide depuis le canal d’entrée commun 102 vers l’élément de refroidissement associé • soit évacuer du fluide vers le canal commun de sortie 103 depuis l’élément de refroidissement associé 151.
Les branches 105 sont disposées par rapport au corps central 101 à la manière d’arrêtés de poisson.
Chaque branche 105 comporte à une extrémité 108 opposée au corps central 101 auquel elle se raccorde un orifice d’entrée 112 ou de sortie 113 de fluide.
Chaque élément de refroidissement 151 se raccorde aux deux branches voisines 105, l’une pour acheminer le fluide et l’autre pour l’évacuer après circulation dan l’élément de refroidissement 151.
Le corps central 101 et les branches 105 sont formés d’une même pièce.
Le corps central 101 comporte une cloison 120 interne pour séparer le canal commun d’entrée 102 et le canal commun de sortie 103.
L’un des canaux communs 103, dans le corps central, entoure l’autre des canaux communs 102, le canal qui entoure l’autre présente un virage 121 à l’une des extrémités 122 de sorte à avoir une forme en U, l’autre canal commun ayant une forme en I dans le corps central.
Le chemin de fluide dans le corps central 101, chemin qui est relié l’une des branches 105, passe au dessus de la cloison 120 qui sépare les canaux communs d’entrée et de sortie 102 et 103, pour rejoindre le canal 102 en forme de I entrouré par le canal 103 en forme de U. Ceci se traduit par une saillie 125 de la branche sur le haut du corps central pour former ce chemin de fluide qui enjambe la cloison.
Chaque branche 105 comporte un décrochement 129 sur lequel l’orifice 112, 113 est formé et la plaque de l’élément de refroidissement 151 vient en appui sur ce décrochement 129.
Chaque élément de refroidissement 151 est formé par l’assemblage de deux plaques 153 et 154 définissant entre elles au moins le canal de fluide.
Tous les éléments de refroidissement associés à une rangée sont identiques entre eux.
Les éléments de refroidissement sont posés sur la paroi de fond 26.
L’organe de distribution peut être fermé sur son pourtour pour définir les canaux communs de sorte qu’il n’est pas nécessaire de faire intervenir la paroi de fond pour faire les canaux communs. Autrement dit le pourtour du ou des canaux communs sont formés par la même pièce et non par l’assemblage de deux pièces comme dans l’exemple décrit plus haut avec la paroi de fond.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’organe de distribution est relié à un circuit externe de refroidissement pour refroidir le fluide qui circule en son sein.
Une tubulure 188 est prévue chaque élément de refroidissent, de manière similaire au mode de réalisation de la figure 1.
Le liquide de refroidissement mis en œuvre dans ce cas peut notamment être un réfrigérant liquide à base de dioxyde de carbone, comme du R744 par exemple, du 2, 3, 3, 3-tétrafluoropropène (ou HFO-1234yf) ou du 1, 1, 1, 2-tétrafluoroéthane (ou R134a). Le liquide de refroidissement peut également être un nanofluide. Le liquide de refroidissement peut encore être de l’eau, incluant éventuellement des additifs.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Ensemble de refroidissement pour dispositif susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment un dispositif de stockage d'énergie électrique pour véhicule automobile, cet ensemble étant notamment agencé pour recevoir des cellules de stockage d'énergie électrique, cet ensemble comportant :
    un boîtier (12) agencé pour recevoir notamment des cellules de batterie, placés dans ce boîtier, une pluralité d’éléments de refroidissement (51 ; 151) des cellules de batterie, chaque élément comportant un canal intérieur de circulation de fluide de refroidissement, ces éléments de refroidissement étant disposés suivant au moins deux rangées associées notamment à deux rangées de cellules de batterie, un organe de distribution (55) de fluide de refroidissement agencé pour acheminer du fluide vers ces éléments de refroidissement et évacuer du fluide après sa circulation dans ces éléments de refroidissement, cet organe étant commun aux deux rangées d’éléments de refroidissement, cet organe de distribution étant agencé entre les deux rangées d’éléments de refroidissement et étant en outre agencé pour être placé au moins partiellement notamment entre les deux rangées de cellules de batterie.
  2. 2. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel l’organe de distribution (55) de fluide comporte un canal commun d’arrivée de fluide pour distribuer le fluide dans les éléments de refroidissement, et un canal commun de sortie de fluide agencé pour évacuer le fluide ayant circulé dans les éléments de refroidissement.
  3. 3. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’un au moins de ces canaux communs, de préférence les deux canaux communs, sont formés entre une coque (63) et une paroi de fond du boîtier, la coque étant fixée sur la paroi de fond de manière à former ces deux canaux.
  4. 4. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’organe de distribution de fluide de refroidissement comporte, pour chaque élément de refroidissement, un orifice d’entrée de fluide et un orifice de sortie de fluide agencés pour acheminer et évacuer du fluide de cet élément de refroidissement.
  5. 5. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les orifices d’entrée et de sorite de fluide sont formés sur un sommet de la coque, à savoir à un point le plus haut par rapport à la paroi de fond.
  6. 6. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel la coque présente une forme de deux U côte à côte, chaque U correspondant à l’un des canaux communs d’entrée et de sortie, et notamment les orifices d’entrée sont formés sur un sommet du U, et les orifices de sortie sur le sommet de l’autre U.
  7. 7. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel chaque élément de refroidissement comporte une région de connexion de fluide qui présente une marche (70).
  8. 8. Ensemble selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel l’organe de distribution de fluide comporte :
    - un corps central (101) ménageant des canaux communs d’entrée de fluide et de sortie de fluide,
    - des branches latérales chacune agencée pour • soit acheminer du fluide depuis le canal d’entrée commun vers l’élément de refroidissement associé • soit évacuer du fluide vers le canal commun de sortie depuis l’élément de refroidissement associé.
  9. 9. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel les branches sont disposées par rapport au corps central à la manière d’arrêtés de poisson.
  10. 10. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel Le corps central
    5 comporte une cloison interne pour séparer le canal commun d’entrée et le canal commun de sortie, et l’un des canaux communs, dans le corps central, entoure l’autre des canaux communs, le canal qui entoure l’autre présente un virage à l’une des extrémités de sorte à avoir une forme en U, l’autre canal commun ayant une forme en I dans le corps central, et le chemin de fluide dans le corps central, chemin qui est relié l’une des branches, passe 10 au dessus de la cloison qui sépare les canaux communs d’entrée et de sortie, pour rejoindre le canal en forme de I entrouré par le canal en forme de U. Ceci se traduit par une saille de la branche sur le haut du corps central pour former ce chemin de fluide qui enjambe la cloison.
FR1860219A 2018-11-06 2018-11-06 Ensemble de refroidissement, notamment pour batterie de vehicule Active FR3088143B1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1860219A FR3088143B1 (fr) 2018-11-06 2018-11-06 Ensemble de refroidissement, notamment pour batterie de vehicule
PCT/FR2019/052636 WO2020094984A1 (fr) 2018-11-06 2019-11-06 Ensemble de refroisissement, notamment pour batterie de vehicule

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1860219A FR3088143B1 (fr) 2018-11-06 2018-11-06 Ensemble de refroidissement, notamment pour batterie de vehicule

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3088143A1 true FR3088143A1 (fr) 2020-05-08
FR3088143B1 FR3088143B1 (fr) 2022-07-08

Family

ID=65685671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1860219A Active FR3088143B1 (fr) 2018-11-06 2018-11-06 Ensemble de refroidissement, notamment pour batterie de vehicule

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3088143B1 (fr)
WO (1) WO2020094984A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4261979A3 (fr) * 2022-04-11 2024-05-29 CALB Co., Ltd. Bloc-batterie et procédé de démontage de bloc-batterie

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110206967A1 (en) 2010-02-25 2011-08-25 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery cooling/heating structure and battery module
WO2011146919A2 (fr) * 2010-05-21 2011-11-24 Graftech International Holdings Inc. Solution thermique pour bloc-batterie prismatique lithium-ion
DE102012207995A1 (de) * 2012-05-14 2013-11-14 Continental Automotive Gmbh Kühleinrichtung sowie Energiespeicher mit einer Kühleinrichtung
DE102014004770A1 (de) * 2014-04-01 2015-10-01 Adam Opel Ag Batteriepaket
DE102017205701A1 (de) * 2017-04-04 2018-10-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hochvoltspeicher
WO2018186616A1 (fr) * 2017-04-04 2018-10-11 주식회사 엘지화학 Bloc-batterie à structure de poutres anti-choc et de drainage

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110206967A1 (en) 2010-02-25 2011-08-25 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery cooling/heating structure and battery module
WO2011146919A2 (fr) * 2010-05-21 2011-11-24 Graftech International Holdings Inc. Solution thermique pour bloc-batterie prismatique lithium-ion
DE102012207995A1 (de) * 2012-05-14 2013-11-14 Continental Automotive Gmbh Kühleinrichtung sowie Energiespeicher mit einer Kühleinrichtung
DE102014004770A1 (de) * 2014-04-01 2015-10-01 Adam Opel Ag Batteriepaket
DE102017205701A1 (de) * 2017-04-04 2018-10-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hochvoltspeicher
WO2018186616A1 (fr) * 2017-04-04 2018-10-11 주식회사 엘지화학 Bloc-batterie à structure de poutres anti-choc et de drainage

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4261979A3 (fr) * 2022-04-11 2024-05-29 CALB Co., Ltd. Bloc-batterie et procédé de démontage de bloc-batterie

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020094984A1 (fr) 2020-05-14
FR3088143B1 (fr) 2022-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3062749A1 (fr) Unite de batterie integrant des zones d'echanges thermiques
EP3360176B1 (fr) Procédé de fabrication d'un module de stockage d'énergie électrique
EP4062120B1 (fr) Système de gestion thermique pour composant électrique
EP3461297B1 (fr) Dispositif de refroidissement de batteries et procede de fabrication correspondant
WO2021018961A1 (fr) Module et dispositif de refroidissement pour batterie et batterie correspondante
EP4121711B1 (fr) Dispositif de régulation thermique d'au moins un composant électronique
WO2020094984A1 (fr) Ensemble de refroisissement, notamment pour batterie de vehicule
EP3278393B1 (fr) Module de batterie, notamment pour véhicule automobile, et échangeur thermique pour module de batterie correspondant
FR3001341A1 (fr) Ensemble de batteries avec connectique fluidique amovible et circuit de refroidissement associe
EP3987240A1 (fr) Echangeur thermique a circulation de liquide et connecteur pour un tel échangeur
EP3707772B1 (fr) Élément de refroidissement d'un dispositif de stockage électrique pour véhicule automobile
WO2020058586A1 (fr) Compartiment pour dispositif de stockage d'énergie électrique pour véhicule automobile
FR3088588A1 (fr) Compartiment pour module de stockage d'energie electrique pour vehicule automobile
FR3081545A1 (fr) Dispositif de refroidissement de batteries et procede de fabrication correspondant
FR3069920A1 (fr) Dispositif de refroidissement de batteries et procede de fabrication correspondant
WO2020070448A1 (fr) Compartiment pour module de stockage d'énergie électrique pour véhicule automobile
EP4360413A1 (fr) Dispositif de régulation thermique pour système électronique
WO2020025869A1 (fr) Élément de régulation thermique d'un composant électrique, d'un véhicule automobile, susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement
EP4195370A1 (fr) Module pour batterie comprenant une membrane
FR3104893A1 (fr) « Dispositif de régulation thermique d’au moins un composant électrique »
FR3138688A1 (fr) Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile.
WO2019229356A1 (fr) Boîte collectrice pour un échangeur de chaleur
FR3094470A1 (fr) Dispositif de régulation thermique
FR3133909A1 (fr) Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile.
FR3088587A1 (fr) Compartiment pour module de stockage d'energie electrique pour vehicule automobile

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20200508

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6