FR3095299A1 - Ensemble d’un receptacle et de modules de batterie comprenant un systeme de refroidissement des modules - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un ensemble d’un réceptacle (1) et d’une pluralité de modules (2) de batterie disposés en au moins deux rangées séparées par un espacement, chaque module (2) ou plusieurs modules (2) de batterie groupés comportant une plaque de refroidissement alimentée en fluide caloporteur à partir de conduites principales (4, 5) d’entrée et de sortie de fluide s’étendant dans l’espacement en présentant respectivement une entrée et une sortie sur un bord externe du réceptacle (1). L’espacement est l’intérieur d’un corps creux allongé (3), au moins une paire de conduites auxiliaires (10, 11) d’entrée et de sortie étant raccordées à l’intérieur du réceptacle (1), en s’étendant perpendiculairement, respectivement aux conduites principales (4, 5) d’entrée et de sortie dans un intervalle entre deux modules (2) adjacents de chaque rangée, des plaques de refroidissement étant raccordées aux conduites auxiliaires (10, 11) d’entrée et de sortie en dérivation. Figure 2

Description

ENSEMBLE D’UN RECEPTACLE ET DE MODULES DE BATTERIE COMPRENANT UN SYSTEME DE REFROIDISSEMENT DES MODULES

La présente invention concerne un ensemble d’un réceptacle et de modules de batterie comprenant un système de refroidissement des modules.

Une application particulièrement intéressante de la présente invention est destinée à des véhicules automobiles, notamment des véhicules hybrides ou électriques.

Art antérieur

Il est connu des réceptacles logeant une pluralité de modules de batterie individuels, ce qui permet notamment de diminuer ou d’augmenter aisément la capacité du groupement de modules de batterie.

Par exemple, il est connu de l’état de la technique un réceptacle comprenant des compartiments de logement individuel ou groupé d’un ou de plusieurs modules principaux de batterie. Un module de batterie peut ainsi être logé individuellement dans un compartiment ou être logé avec d’autres modules de batterie dans le même compartiment.

De manière usuelle, les compartiments sont disposés en au moins deux rangées s’étendant dans une longueur du réceptacle entre deux bords longitudinaux extérieurs du réceptacle. Ceci peut aussi être exécuté dans une largeur du réceptacle.

Il est classique que lesdites au moins deux rangées soient séparées par un corps creux allongé longitudinal avantageusement délimité par des barres longitudinales.

Généralement, les modules de batterie sont refroidis par des plaques de refroidissement à circulation de fluide caloporteur internes à la batterie. Ces plaques de refroidissement sont toutes raccordées sur un circuit de refroidissement, externe au réceptacle, par des conduites.

Ces raccordements sont assez complexes car ils doivent assurer une bonne étanchéité du réceptacle des modules de batterie contre toutes les agressions extérieures principalement humides causées par nettoyage à haute pression, immersion, passage au gué, mais aussi contre les chocs, notamment contre des pierres.

Pour cela ces raccordements doivent être protégés.

Il peut être utilisé un écrantage ou les raccordements peuvent être disposés dans un endroit ne pouvant pas être agressé, par exemple, en passant au-dessus d’un couvercle du réceptacle de batterie, le réceptacle faisant alors office d’écran protecteur. De tels raccordements au-dessus du réceptacle sont cependant coûteux et volumineux.

Comme ces raccordements fluidiques se trouvent, de préférence, pour la plupart dans des zones accessibles par des opérateurs pour le montage, comme par exemple des zones avant, latérale ou arrière du réceptacle des modules de batterie, l’accessibilité rend ces zones moins bien protégées contre les agressions extérieures précédemment citées et il est donc nécessaire d’ajouter des organes de protection de ces raccordements.

Les systèmes de refroidissement utilisés pour le refroidissement de modules de batterie doivent être compatibles pour refroidir des modules de batterie lors de rechargements s’effectuant de plus en plus rapidement et avec de plus en plus de puissance électrique, d’où une forte augmentation de la température des modules de batteries du fait d’un dégagement de chaleur par effet Joule.

Une charge rapide peut se faire actuellement à une puissance de 100 à 150KW mais pourrait se faire, dans un proche avenir à une puissance de 300KW, ce qui demande une meilleure performance du système de refroidissement.

Il a été proposé de découper une batterie en plusieurs modules de batterie plus petits et aussi de sectionner les plaques de refroidissement en plusieurs petites plaques pour une meilleure évacuation de la chaleur.

Ceci présente le désavantage de devoir avoir ajouter des tuyaux et des raccordements pour la circulation du fluide caloporteur, ce qui crée une perte de volume d’insertion de modules de batterie supplémentaires dans un réceptacle de modules de batterie mais aussi pour des organes électriques ou électroniques nécessaires au bon fonctionnement des modules de batterie.

Le document WO-A-2017/033412 décrit un système de refroidissement interne à un réceptacle de modules de batterie capables d'être chargés et déchargés. Des échangeurs de chaleur, sous la forme de plaques de refroidissement, permettent de refroidir les modules de batterie par l'intermédiaire d'un fluide caloporteur mis en circulation.

Un trajet de circulation contient une pluralité de parties de ramification de sorte que le fluide caloporteur est séparé et dévié. Les parties de ramification communiquent avec les échangeurs de chaleur et le fluide caloporteur est dirigé à partir des parties de ramification pour être fourni à chacun des échangeurs de chaleur.

Ce document ne donne aucune indication ni ne suggère comment protéger le réceptacle recevant un fluide caloporteur de l’extérieur contre des rentrées d’eau à l’intérieur du réceptacle.

Par conséquent, le problème à la base de l’invention est, dans un réceptacle logeant plusieurs modules de batterie, d’effectuer un refroidissement des modules de batterie par circulation de fluide caloporteur venant de l’extérieur tout en garantissant l’étanchéité de l’intérieur du réceptacle vis-à-vis de l’extérieur.

A cet effet, la présente invention concerne un ensemble d’un réceptacle et d’une pluralité de modules de batterie disposés en au moins deux rangées séparées par un espacement, chaque module de batterie ou plusieurs modules de batterie groupés comportant une plaque de refroidissement alimentée en fluide caloporteur à partir de conduites principales d’entrée et de sortie de fluide s’étendant dans l’espacement en présentant respectivement une entrée et une sortie sur un bord externe du réceptacle, remarquable en ce que l’espacement est l’intérieur d’un corps creux allongé faisant partie du réceptacle, au moins une paire de conduites auxiliaires d’entrée et de sortie étant raccordées à l’intérieur du réceptacle, en s’étendant perpendiculairement, respectivement aux conduites principales d’entrée et de sortie dans un intervalle entre deux modules de batterie adjacents de chaque rangée, des ou les plaques de refroidissement étant raccordées aux conduites auxiliaires d’entrée et de sortie en dérivation.

Le corps creux allongé de forme concave ne s’étend pas forcement dans une zone médiane en longueur du réceptacle. Le corps creux fait partie du réceptacle en formant une cavité allongée dans le réceptacle débouchant au moins un bord du réceptacle. Le corps creux peut être complétement fermé sur sa périphérie en formant un tunnel ou être ouvert au-dessus de la cavité allongée.

Les modules adjacents d’une même rangée sont les modules séparés par l’intervalle précédemment cité. Il peut y avoir deux modules l’un à côté de l’autre du même côté d’un intervalle mais ces modules proches l’un de l’autre ne sont pas considérés comme des modules adjacents dans le sens de la présente invention.

L’invention consiste à faire le raccordement des diverses conduites de refroidissement des plaques avec des conduites d’entrée et de sortie de fluide à l’intérieur du réceptacle. Les conduites d’entrée et de sortie sont logées dans un corps creux allongé creux déjà présent dans la plupart des réceptacles de modules de batterie, ceci principalement pour avoir un réceptacle de modules de batterie pouvant servir dans un véhicule automobile aussi bien électrique qu’hybride ou pour avoir une résistance au choc et à la déformation améliorée pour le réceptacle de modules de batterie.

La présente invention permet de réduire le risque de fuite par les conduites d’entrée et de sortie en les limitant à une pour l’entrée et une pour la sortie, ce qui est préférable à l’introduction de plusieurs conduites vers chacune des plaques de refroidissement associées à un ou plusieurs modules de batterie.

Il est ainsi permis un raccordement des conduites principales d’entrée et de sortie de fluide au centre du réceptacle avec des conduites auxiliaires puis des circuits de refroidissement internes à chacune des plaques de refroidissement, ce qui diminue les longueurs de conduites et réduit le nombre de raccordements entre l’extérieur et l’intérieur du réceptacle.

Également, il est obtenu un meilleur rendement énergie électrique par rapport au volume du réceptacle.

Globalement, les conduites de servitude pour le fluide de refroidissement circulant dans le réceptacle sont complexes et coûteuses. Les interconnexions entre ces conduites doivent répondre à un cahier des charges drastique en ce qui concerne notamment l’étanchéité.

Faire passer les conduites principales d’entrée et de sortie de fluide à l’intérieur d’un corps creux allongé comme l’est le corps creux allongé permet de bien protéger ces conduites principales et de mieux répondre aux normes d’étanchéité et de résistance des conduites tout en simplifiant l’interconnexion et donc en réduisant le coût total du montage des conduites principales, auxiliaires et circuits de refroidissement.

Avantageusement, ladite au moins une paire de conduites auxiliaires d’entrée et de sortie s’étend dans une majeure partie de l’intervalle entre deux modules de batterie adjacents de chaque rangée, la conduite auxiliaire d’entrée de ladite au moins une paire comportant, dans chaque rangée, au moins un premier débouché orienté vers un premier module des deux modules de batterie adjacents et un deuxième débouché orienté vers un deuxième module des deux modules de batterie adjacents et la conduite auxiliaire de sortie de ladite au moins une paire comportant, dans chaque rangée, au moins une première embouchure orientée vers un premier module des deux modules de batterie adjacents et une deuxième embouchure orientée vers un deuxième module des deux modules de batterie adjacents.

L’alimentation fluidique des plaques de refroidissement associées à un ou des modules se fait de préférence en parallèle et non en série pour obtenir un refroidissement également réparti entre les modules afin que des modules ne soient pas plus fortement refroidis que d’autres. Ceci est très avantageux en cas de rechargement des modules de batterie se déroulant selon une technique dite super rapide en dégageant de la chaleur.

Avantageusement, les conduites principales d’entrée et de sortie sont solidarisées au corps creux allongé par plusieurs inserts de fixation régulièrement répartis sur une longueur des conduites principales d’entrée et de sortie.

Ceci permet un maintien en position des conduites principales, ce qui est nécessaire pour résister à de possibles chocs auxquels le réceptacle est susceptible d’être soumis.

Avantageusement, les conduites principales d’entrée et de sortie respectivement embouche ou débouche vers l’extérieur du réceptacle par un obturateur commun positionné sur une paroi du réceptacle, l’obturateur garantissant l’étanchéité dans le réceptacle au niveau d’une embouchure et d’un débouché vers un extérieur du réceptacle des conduites principales d’entrée et de sortie.

Ceci permet de renforcer l’étanchéité interne du réceptacle en évitant des entrées de projection humide dans le réceptacle par le passage de connexion des conduites principales avec des conduites extérieures du système de refroidissement.

Avantageusement, le corps creux allongé est délimité par des bordures longitudinales de chaque côté d’une rangée de modules de batterie et les conduites principales d’entrée et de sortie sont connectées fluidiquement avec respectivement les conduites auxiliaires d’entrée et de sortie par une interface formée par une portion d’extrémité coudée des conduites principales respectivement d’entrée et de sortie et une portion d’extrémité des conduites auxiliaires d’entrée et de sortie, les extrémités en vis-à-vis des conduites principales et des conduites auxiliaires étant insérées entre deux pièces de maintien et pressées l’une contre l’autre sous action de moyens amovibles de fixation serrant les pièces de maintien l’une contre l’autre, une portion d’au moins une bordure longitudinale étant insérée entre les pièces de maintien.

Un tel corps creux allongé borduré protège efficacement les conduites principales d’entrée et de sortie en les entourant partiellement. Les connexions entre conduites principales et auxiliaires puis entre conduites auxiliaires et circuits de refroidissements des plaques de refroidissement sont aisées à réaliser.

L’interface solidifie l’ensemble en pressant les extrémités à connecter des conduites principales et auxiliaires tout en étant serrées contre une portion d’au moins une bordure longitudinale, avantageusement les deux bordures longitudinales. Cela réduit les risques d’agression sur les raccordements entre les diverses conduites de fluide caloporteur dans le réceptacle.

Dans une première forme de réalisation, le réceptacle comprend une unique paire de conduites auxiliaires d’entrée et de sortie, l’unique paire étant connectée fluidiquement aux conduites principales d’entrée et de sortie au milieu d’une longueur des conduites principales d’entrée et de sortie avec une marge autour dudit milieu de moins de 20% par rapport à la longueur des conduites principales d’entrée et de sortie, les conduites auxiliaires d’entrée et de sortie étant raccordées, pour chaque rangée, par au moins un embout d’entrée ou au moins un embout de sortie respectif présentant des moyens d’encliquetage avec des circuits internes de fluide de refroidissement des modules de batterie, les circuits internes de refroidissement étant connectés audit au moins un embout d’entrée et audit au moins un embout de sortie en dérivation l’un de l’autre quand la conduite auxiliaire d’entrée et la conduite auxiliaire de sortie comprennent un seul embout par rangée.

Tous les circuits de refroidissement partent d’une seule conduite auxiliaire d’entrée et retournent à une seule conduite auxiliaire de sortie. Il y a donc possibilité, dans chaque rangée, de serrer le plus possibles les modules adjacents les uns contre les autres, à l’exception des deux modules adjacents par rangée séparés par les conduites auxiliaires d’entrée et de sortie.

Les circuits de refroidissement sont raccordés en parallèle sur les conduites auxiliaires pour un refroidissement homogène de toutes les plaques de refroidissement.

Dans une deuxième forme de réalisation, le réceptacle comprend plusieurs paires de conduites auxiliaires d’entrée et de sortie, chaque paire de conduites auxiliaires d’entrée et de sortie s’étendant, pour chaque rangée dans l’intervalle séparant deux modules de batterie adjacents d’une même rangée, les conduites d’entrée et de sortie étant raccordées, pour chaque rangée, par au moins un embout d’entrée ou de sortie respectif présentant des moyens d’encliquetage avec des circuits internes de fluide de refroidissement des deux modules de batterie adjacents de la rangée, les circuits internes de refroidissement étant connectés audit au moins un embout d’entrée et respectivement audit au moins un embout de sortie en dérivation l’un de l’autre.

Dans cette deuxième forme de réalisation, le nombre plus élevé de conduites auxiliaires d’entrée et de sortie fait que la place disponible pour les modules de batterie est plus réduite que dans la première forme de réalisation. Cependant le montage des circuits de refroidissement sur une paire de conduites auxiliaires d’entrée et de sortie peut être plus facile que quand tous les circuits de refroidissement sont connectés à une seule paire de conduites auxiliaires d’entrée et de sortie.

Il est aussi possible de surélever les conduites auxiliaires vis-à-vis des modules adjacents des rangées afin que ces conduites passent au-dessus d’un intervalle réduit entre les modules adjacents et surplombent aussi une portion des modules de sorte que l’intervalle associé au passage des conduites auxiliaires puisse aussi être réduit qu’un intervalle sans passage des conduites auxiliaires.

Ceci permet un gain de place et une possibilité d’équiper le réceptacle d’autant de modules de batterie que dans la première forme de réalisation.

Avantageusement, le réceptacle comporte un bac inférieur logeant le corps creux allongé et supportant les modules de batterie et un couvercle amovible recouvrant le bac inférieur en position fermée du réceptacle, un joint d’étanchéité entourant une jonction du bac inférieur avec le couvercle.

Une difficulté réside dans une difficulté de connexion des diverses conduites entre elles. La connexion doit être facile à mettre en œuvre pour un opérateur dans un environnement contraint tout en étant résistante dans le temps.

Les connexions entre, d’une part, les conduites principales et les conduites auxiliaires et, d’autre part, les conduites auxiliaires et les circuits de refroidissement des plaques de refroidissement sont réalisés dans le bac du réceptacle, le couvercle pouvant être ôté pendant la durée de ces opérations.

La présente invention concerne aussi un système de refroidissement dans un véhicule automobile comprenant un circuit de refroidissement alimentant en fluide caloporteur un ou des éléments à refroidir du véhicule automobile, remarquable en ce qu’au moins un des éléments à refroidir est un réceptacle de modules de batterie tel que précédemment décrit.

La présente invention concerne enfin un véhicule automobile remarquable en ce qu’il comprend un tel système de refroidissement et que le véhicule automobile est un véhicule hybride ou électrique.

Brève description des figures

D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels :

– la figure 1 est une représentation schématique d’une vue de face d’un réceptacle d’un ensemble selon la présente invention comprenant un bac et un couvercle amovible,

– la figure 2 est une représentation schématique d’une vue de dessus d’un bac d’un réceptacle de modules de batterie de l’ensemble selon une première forme de réalisation de la présente invention, le réceptacle intégrant un système de refroidissement avec une paire de conduites principales d’entrée et de sortie connectée à une unique paire de conduites auxiliaires d’entrée et de sortie, ces conduites auxiliaires étant connectées à des circuits de refroidissement de plaques de refroidissement des modules de batterie,

- la figure 3 est une représentation schématique d’une vue de dessus d’un bac d’un réceptacle de modules de batterie selon une deuxième forme de réalisation de l’ensemble de la présente invention, le réceptacle intégrant un système de refroidissement avec une paire de conduites principales d’entrée et de sortie connectée successivement à plusieurs paires de conduites auxiliaires d’entrée et de sortie, ces conduites auxiliaires étant connectées à des circuits de refroidissement de plaques de refroidissement des modules de batterie,

- la figure 4 est une représentation schématique d’une vue de dessus du système de refroidissement servant dans un réceptacle selon la figure 1 et de quatre modules de batterie, les conduites principales d’entrée et de sortie de fluide de refroidissement étant raccordées à des conduites auxiliaires d’entrée et de sortie,

- la figure 5 est une représentation schématique d’une coupe longitudinale d’une partie de corps creux allongé d’un bac de réceptacle selon la présente invention au niveau de la connexion des conduites principales avec des conduites auxiliaires montrées seulement en partie à cette figure 5,

- la figure 6 est une représentation schématique d’une coupe transversale du corps creux allongé d’un bac de réceptacle de l’ensemble selon la présente invention au niveau d’une conduite auxiliaire se raccordant à une conduite principale, la conduite auxiliaire n’étant montrée que pour une rangée, donc que d’un côté du corps creux allongé.

Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité.

Description détaillée de l'invention

Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.

On comprend le terme « inférieur », « supérieur », « au-dessus » et « en dessous » et autres références à des positionnements spatiaux en référence aux composants positionnés dans leur position de fonctionnement et d’usage normal, notamment dans un réceptacle disposé horizontalement, de préférence dans un véhicule automobile roulant sur un plan horizontal.

En se référant à toutes les figures et notamment aux figures 1 à 3, la présente invention concerne un ensemble formé d’un réceptacle 1 et d’une pluralité de modules 2 de batterie contenus dans le réceptacle 1.

A la figure 1, il est montré un réceptacle 1 formé d’un bac 1a inférieur et d’un couvercle 1b amovible recouvrant le bac 1a inférieur en position fermée du réceptacle 1, un joint d’étanchéité entourant une jonction du bac 1a inférieur avec le couvercle 1b.

Le bac 1a inférieur porte un obturateur 13 qui permet l’introduction de conduites de refroidissement à l’intérieur du réceptacle 1, comme il sera ultérieurement plus précisément détaillé.

Dans les figures qui vont suivre, il ne va être montré qu’une partie du réceptacle étant le bac inférieur, le couvercle 1b ayant été ôté, mais la référence du réceptacle 1 sera utilisée pour désigner la partie du réceptacle.

En se référant particulièrement mais pas uniquement aux figures 2, 3 et 6, le réceptacle 1, plus précisément son bac 1a inférieur, loge des modules 2 de batterie amovibles du réceptacle 1.

Les modules 2 de batterie sont disposés en au moins deux rangées, aux figures 2 et 3 seulement deux rangées, séparées par un espacement 3 entre les deux rangées. De tels modules 2 de batterie ont besoin d’être refroidis par un système de refroidissement à circulation de fluide caloporteur provenant de l’extérieur du réceptacle 1.

Chaque module 2 de batterie ou plusieurs modules 2 de batterie groupés comportent une plaque de refroidissement 18, dont deux sont visibles à la figure 6. Chaque plaque de refroidissement 18 est alimentée en fluide caloporteur à partir de conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie de fluide s’étendant dans l’espacement 3 en présentant respectivement une entrée et une sortie sur un bord externe du réceptacle 1. Les conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie s’étendent parallèlement l’une à l’autre dans l’espacement 3.

Selon l’invention, l’espacement est l’intérieur d’un corps creux allongé 3 faisant partie du réceptacle , ce corps creux allongé 3 pouvant avoir été déjà présent dans le bac 1a inférieur du réceptacle 1 dans un but de renforcement du bac inférieur contre des déformations ou dans le but de recevoir et supporter un organe traversant le réceptacle 1.

Pour alimenter les plaques de refroidissement 18 à partir des conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie, au moins une paire de conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie sont raccordées respectivement aux conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie à l’intérieur du réceptacle 1.

La paire ou les paires de conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie s’étendent perpendiculairement, respectivement aux conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie dans un intervalle, pour chaque paire, entre deux modules 2 de batterie adjacents de chaque rangée, en occupant au moins partiellement en longueur cet intervalle.

Quand une seule paire de conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie équipe le réceptacle 1, toutes les plaques de refroidissement 18, avantageusement par un circuit de refroidissement 19 s’étendant dans chaque plaque de refroidissement 18 en faisant un parcours spiralé arrondi ou rectangulaire sont raccordées à la paire de conduites auxiliaires 10, 11 pour garantir une entrée et une sortie de fluide dans les plaques de refroidissement 18.

Quand plusieurs paires de conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie équipe le réceptacle 1, une partie des plaques de refroidissement 18, avantageusement par un circuit de refroidissement s’étendant dans chaque plaque de refroidissement 18 en faisant un parcours spiralé arrondi ou rectangulaire, sont raccordées à une paire de conduites auxiliaires 10, 11 tandis que le reste des plaques de refroidissement 18 sont raccordées à d’autres paires. Ceci dépend de la proximité d’une des paires de conduites auxiliaires 10, 11 des plaques de refroidissement 18 raccordées.

Dans tous les cas, pour permettre un refroidissement équilibré et homogène des plaques de refroidissement 18, les plaques de refroidissement 18 sont raccordées sur la paire ou une même paire de conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie en dérivation les unes des autres.

La figure 2 montre une unique paire de conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie tandis que la figure 3 montre trois paires de conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie dans le réceptacle 1. Aux figures 3 et 6, les références 8 et 9 indiquent les piquages des conduites auxiliaires 10, 11 se branchant sur les conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie.

Toujours en se référant principalement aux figures 2 et 3 mais aussi à la figure 4, la ou les paires de conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie peuvent s’étendre dans une majeure partie de l’intervalle entre deux modules 2 de batterie adjacents de chaque rangée. Les conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie forment ainsi chacune deux bras s’étendant en direction opposée, une portion longitudinale médiane de chaque conduite auxiliaire d’entrée 10 ou de sortie 11, comprise entre les deux bras, étant connectée dans le corps creux allongé 3 à une conduite principale d’entrée 4 ou de sortie 5.

Comme le mieux visible à la figure 4, la conduite auxiliaire d’entrée 10 de la paire de conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie peut comporter, dans chaque rangée, au moins un premier débouché 16 orienté vers un premier module des deux modules 2 de batterie adjacents, donc vers sa plaque de refroidissement 18.

La conduite auxiliaire d’entrée 10 peut aussi comporter un deuxième débouché 16a orienté vers un deuxième module des deux modules 2 de batterie adjacents.

Symétriquement, la conduite auxiliaire de sortie 11 de la ou de chaque paire peut comporter, dans chaque rangée, au moins une première embouchure 17 orientée vers un premier module des deux modules 2 de batterie adjacents et une deuxième embouchure 17a orientée vers un deuxième module des deux modules 2 de batterie adjacents.

Il peut en être autrement avec plusieurs débouchés et embouchures des conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée ou de sortie pour une même rangée de modules 2 de batterie, l’important étant que tous les modules 2 de batterie soient refroidis avec la même intensité.

Pour leur maintien, comme visible notamment aux figures 2 à 5, les conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie peuvent être solidarisées au corps creux allongé 3 par plusieurs inserts de fixation 12 régulièrement répartis sur une longueur des conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie.

Il n’est pas obligatoire mais préférable que les conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie s’étendent dans presque toute une longueur du corps creux allongé 3 pour parvenir au niveau des modules 2 de batterie positionnés dans le réceptacle 1 à l’opposé de l’obturateur 13 d’entrée et de sortie des conduites principales 4, 5 dans le réceptacle 1.

En effet, comme mentionné en regard de la figure 1, les conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie respectivement peuvent respective emboucher ou déboucher vers l’extérieur du réceptacle 1 par un obturateur 13 commun d’entrée et de sortie.

Cet obturateur 13 commun peut être positionné sur une paroi du réceptacle 1, c’est-à-dire de son bac 1a, l’obturateur 13 garantissant l’étanchéité dans le réceptacle 1 au niveau d’une embouchure et d’un débouché vers un extérieur du réceptacle des conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie.

Comme notamment visible à la figure 6, le corps creux allongé 3 peut être délimité par des bordures 3a longitudinales de chaque côté d’une rangée de modules 2 de batterie.

Ceci permet d’entourer à distance les conduites principales 4, 5 et de les protéger, seule une face supérieure du corps creux allongé 3 se trouvant au-dessus des conduites principales 4, 5 restant ouverte pour une connexion des conduites principales 4, 5 avec les conduites auxiliaires 10, 11.

En se référant notamment aux figures 5 et 6, les conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie peuvent être connectées fluidiquement avec respectivement les conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie par une interface 22 formée par une portion d’extrémité coudée des conduites principales 4, 5 respectivement d’entrée et de sortie et une portion d’extrémité des conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie.

La portion d’extrémité coudée peut l’être à 90° en s’étendant verticalement quand les conduites principales 4, 5 s’étendent horizontalement en position montée du réceptacle 1.

Les conduites auxiliaires 10, 11 s’étendent donc au-dessus du corps creux allongé 3. A ce sujet comme montré aux figures 2 et 3, il peut ne pas être nécessaire de prévoir un intervalle entre deux modules 2 de batterie de chaque rangée qui soit suffisant pour loger les conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie, ces conduites auxiliaires 10, 11 pouvant se trouver au-dessus de cet intervalle associé, d’où un gain de place pour disposer plus de modules 2 de batterie dans le réceptacle 1.

Ceci permet en effet de rapprocher les modules 2 de batterie les uns des autres dans une même rangée et d’embarquer plus de modules 2 de batterie dans le réceptacle 1 qu’il n’était possible dans le réceptacle 1 de la figure 2.

Comme notamment visible aux figures 5 et 6, les extrémités en vis-à-vis des conduites principales 4, 5 et des conduites auxiliaires 10, 11 peuvent être insérées entre deux pièces de maintien 20, 21 et pressées l’une contre l’autre sous action de moyens amovibles de fixation serrant les pièces de maintien 20, 21 l’une contre l’autre, les moyens amovibles pouvant être des tiges filetées et des écrous.

Il est aussi possible qu’une portion d’au moins une bordure 3a longitudinale soient insérée entre les pièces de maintien 20, 21, de forme avantageusement plane. Ceci permet de rigidifier l’ensemble conduites principales 4, 5, conduites auxiliaires 10, 11 et corps creux allongé 3 du réceptacle 1.

Il faut également assurer l’étanchéité de la traversée du corps creux.

En se référant à la figure 2 qui montre une première forme de réalisation d’un réceptacle 1 selon la présente invention, le réceptacle 1 peut comprendre une unique paire de conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie.

L’unique paire 10, 11 peut être connectée fluidiquement aux conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie au milieu d’une longueur des conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie avec une marge autour dudit milieu de moins de 20% par rapport à la longueur des conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie. Il s’ensuit que l’unique paire de conduites auxiliaires 10, 11 peut s’étendre transversalement au corps creux allongé 3 dans une zone médiane longitudinale du corps creux allongé 3 ceci pour être approximativement au milieu de chaque rangée et avoir autant de modules 2 de batterie d’un côté que de l’autre pour chaque rangée, afin de garantir un refroidissement homogène de tous les modules 2 de batterie.

Dans cette première forme de réalisation, les conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie peuvent être raccordées, pour chaque rangée, par au moins un embout d’entrée ou au moins un embout de sortie respectif présentant des moyens d’encliquetage 22 avec des circuits internes 19 de fluide de refroidissement des modules 2 de batterie.

Les circuits internes 19 de refroidissement peuvent être connectés audit au moins un embout d’entrée et audit au moins un embout de sortie en dérivation l’un de l’autre quand la conduite auxiliaire d’entrée 10 et la conduite auxiliaire de sortie 11 comprennent un seul embout par rangée.

Dans une deuxième forme de réalisation de la présente invention, comme montré à la figure 3, le réceptacle 1 peut comprendre plusieurs paires de conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie.

Chaque paire de conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie peut s’étendre, pour chaque rangée dans l’intervalle séparant deux modules 2 de batterie adjacents d’une même rangée.

Dans cette deuxième forme de réalisation, les conduites auxiliaires 10, 11 d’entrée et de sortie peuvent être raccordées, pour chaque rangée, par au moins un embout d’entrée ou de sortie respectif présentant des moyens d’encliquetage 22 avec des circuits internes 19 de fluide de refroidissement des deux modules 2 de batterie adjacents de la rangée.

Les circuits internes 19 de refroidissement peuvent être connectés audit au moins un embout d’entrée et respectivement audit au moins un embout de sortie en dérivation l’un de l’autre.

A la figure 2, les conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie ne vont pas jusqu’au bord opposé du réceptacle 1 par lequel rentre les conduites principales 4, 5 portant l’obturateur 13 mais s’arrêtent juste au niveau des jonctions avec les conduites auxiliaires 10, 11. En effet, une prolongation des conduites principales 4, 5 au-delà des jonctions ne procurent aucun avantage. Il en va de même à la figure 3 pour une prolongation des conduites principales 4, 5 au-delà des jonctions les plus éloignées de l’obturateur 13.

Aux figures 2 et 3, les circuits internes 19 de refroidissement ne sont pas illustrés ni même les connexions des conduites auxiliaires 10, 11 avec les circuits internes 19 de refroidissement des plaques de refroidissement 18 mais ces connexions le sont aux figures 4 et 6.

Le type de connexions, le nombre de connexions et leur emplacement sur les conduites auxiliaires 10, 11 peuvent être différentes de celles montrées aux figures 4 et 6. A la figure 6, les circuits internes 19 sont montrés en pointillés car non visibles en étant à l’intérieur de plaques de refroidissement 18.

La présente invention concerne aussi un système de refroidissement dans un véhicule automobile comprenant un circuit de refroidissement alimentant en fluide caloporteur un ou des éléments à refroidir du véhicule automobile.

Ce système de refroidissement est dédié au moins au refroidissement d’au moins un réceptacle 1 de modules 2 de batterie tel que précédemment décrit mais peut effectuer le refroidissement d’autres éléments ou d’autres réceptacles 1 de modules 2 de batterie.

Le système de refroidissement extérieur au réceptacle 1 représenté par les conduites 14 et 15 aux figures 2 et 3 peut servir aussi au refroidissement d’autres éléments que le réceptacle 1 de modules 2 de batterie.

Par exemple pour un véhicule automobile électrique ou hybride, ces éléments autres peuvent être un ou des convertisseur de courant continu en courant continu, un ou des onduleurs, un dispositif de rechargement embarqué des modules 2 de batterie ou d’autres éléments électriques ou électroniques.

Pour un véhicule hybride, le système de refroidissement peut servir au refroidissement d’un moteur thermique, le moteur thermique dégageant plus de chaleur qu’un réceptacle 1 de modules 2 de batterie et nécessitant un refroidissement plus intense.

Il est alors possible de prévoir plusieurs branches dans le système de refroidissement avec un ou des radiateurs haute ou basse température. Le système de refroidissement peut comprendre une ou des pompes, un ou des capteurs de température, un ou des thermostats, un ou des ventilateurs faisant partie ou non d’un groupe moto-ventilateur avec des volets pilotés d’entrée d’air extérieur vers le ou les radiateurs, un pilotage se faisant par une unité électronique de contrôle chargée du fonctionnement du système de refroidissement.

En se référant à toutes les figures, un procédé de montage d’un système de refroidissement dans un réceptacle 1 de modules 2 de batterie peut s’articuler comme suit.

La première étape est le montage d’une plaque de refroidissement 18 intégrant un circuit interne 19 de circulation de fluide caloporteur sur chaque module 2 dans un bac 1a inférieur du réceptacle 1 de modules 2 de batterie, le couvercle 1b du réceptacle 1 ayant été enlevé et maintenu à distance du reste du réceptacle 1.

La deuxième étape est l’introduction des conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie de fluide dans le corps creux allongé 3 du bac 1a du réceptacle 1. Lors de l’introduction, les inserts de fixation 12 sont positionnés en contact d’une portion de la paroi interne du corps creux allongé 3.

En fin de course, un guide 23 sous forme d’une cale présentant une face inclinée oblige la remontée des conduites principales 4, 5 d’entrée et de sortie jusqu’à l’appui de l’interface 22 d’interconnexion des conduites principales 4, 5 sur une face supérieure du corps creux allongé 3 laissée au moins partiellement ouverte pour guider la montée des conduites principales 4, 5 à un niveau adéquat.

La troisième étape est le montage des conduites auxiliaires 10, 11 sur les conduites principales 4, 5 suivie du serrage de l’interface faite de deux pièces de maintien 20, 21. Les inserts de fixation 12 des conduites principales 4, 5 peuvent aussi être fixés en position.

La quatrième étape peut être la connexion des conduites auxiliaires aux circuits internes 19 de refroidissement à l’intérieur des plaques de refroidissement 18.

Il est aussi possible d’adjoindre dans le corps creux allongé 3 d’autres organes aux conduites principales 4, 5 comme, par exemple, des faisceaux électriques avec connecteurs pour la gestion des modules 2 de batterie ou pour l’alimentation d’autres organes vers un extérieur du réceptacle 1, comme par exemple un moteur électrique, notamment un moteur électrique arrière à l’opposé de l’obturation d’entrée et de sortie des conduites principales 4, 5.

Dans ce cas, le corps creux allongé 3 débouche à l’arrière du réceptacle 1 par un évidement portant un obturateur 13 d’étanchéité entourant le faisceau d’alimentation électrique de l’organe extérieur.

L’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n’ont été donnés qu’à titre d’exemples.

Claims (10)

1. Ensemble d’un réceptacle (1) et d’une pluralité de modules (2) de batterie disposés en au moins deux rangées séparées par un espacement, chaque module (2) de batterie ou plusieurs modules (2) de batterie groupés comportant une plaque de refroidissement (18) alimentée en fluide caloporteur à partir de conduites principales (4, 5) d’entrée et de sortie de fluide s’étendant dans l’espacement en présentant respectivement une entrée et une sortie sur un bord externe du réceptacle (1), caractérisé en ce que l’espacement est l’intérieur d’un corps creux allongé (3) faisant partie du réceptacle (1), au moins une paire de conduites auxiliaires (10, 11) d’entrée et de sortie étant raccordées à l’intérieur du réceptacle (1), en s’étendant perpendiculairement, respectivement aux conduites principales (4, 5) d’entrée et de sortie dans un intervalle entre deux modules (2) de batterie adjacents de chaque rangée, des plaques de refroidissement (18) étant raccordées aux conduites auxiliaires (10, 11) d’entrée et de sortie en dérivation.
2. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel ladite au moins une paire de conduites auxiliaires (10, 11) d’entrée et de sortie s’étend dans une majeure partie de l’intervalle entre deux modules (2) de batterie adjacents de chaque rangée, la conduite auxiliaire d’entrée (10) de ladite au moins une paire comportant, dans chaque rangée, au moins un premier débouché (16) orienté vers un premier module des deux modules (2) de batterie adjacents et un deuxième débouché (16a) orienté vers un deuxième module des deux modules (2) de batterie adjacents et la conduite auxiliaire de sortie (11) de ladite au moins une paire comportant, dans chaque rangée, au moins une première embouchure (17) orientée vers un premier module des deux modules (2) de batterie adjacents et une deuxième embouchure (17a) orientée vers un deuxième module des deux modules (2) de batterie adjacents.
3. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les conduites principales (4, 5) d’entrée et de sortie sont solidarisées au corps creux allongé (3) par plusieurs inserts de fixation (12) régulièrement répartis sur une longueur des conduites principales (4, 5) d’entrée et de sortie.
4. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les conduites principales (4, 5) d’entrée et de sortie respectivement embouche ou débouche vers l’extérieur du réceptacle (1) par un obturateur (13) commun positionné sur une paroi du réceptacle (1), l’obturateur (13) garantissant l’étanchéité dans le réceptacle (1) au niveau d’une embouchure et d’un débouché vers un extérieur du réceptacle des conduites principales (4, 5) d’entrée et de sortie.
5. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps creux allongé (3) est délimité par des bordures (3a) longitudinales de chaque côté d’une rangée de modules (2) de batterie et les conduites principales (4, 5) d’entrée et de sortie sont connectées fluidiquement avec respectivement les conduites auxiliaires (10, 11) d’entrée et de sortie par une interface (22) formée par une portion d’extrémité coudée des conduites principales (4, 5) respectivement d’entrée et de sortie et une portion d’extrémité des conduites auxiliaires (10, 11) d’entrée et de sortie, les extrémités en vis-à-vis des conduites principales (4, 5) et des conduites auxiliaires (10, 11) étant insérées entre deux pièces de maintien (20, 21) et pressées l’une contre l’autre sous action de moyens amovibles de fixation serrant les pièces de maintien (20, 21) l’une contre l’autre, une portion d’au moins une bordure (3a) longitudinale étant insérée entre les pièces de maintien (20, 21).
6. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, lequel comprend une unique paire de conduites auxiliaires (10, 11) d’entrée et de sortie, l’unique paire étant connectée fluidiquement aux conduites principales (4, 5) d’entrée et de sortie au milieu d’une longueur des conduites principales (4, 5) d’entrée et de sortie avec une marge de moins de 20% par rapport à la longueur des conduites principales (4, 5) d’entrée et de sortie, les conduites auxiliaires (10, 11) d’entrée et de sortie étant raccordées, pour chaque rangée, par au moins un embout d’entrée ou au moins un embout de sortie respectif présentant des moyens d’encliquetage (22) avec des circuits internes (19) de fluide de refroidissement des modules (2) de batterie, les circuits internes (19) de refroidissement étant connectés audit au moins un embout d’entrée et audit au moins un embout de sortie en dérivation l’un de l’autre quand la conduite auxiliaire d’entrée (10) et la conduite auxiliaire de sortie (11) comprennent un seul embout par rangée.
7. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, lequel comprend plusieurs paires de conduites auxiliaires (10, 11) d’entrée et de sortie, chaque paire de conduites auxiliaires (10, 11) d’entrée et de sortie s’étendant, pour chaque rangée dans l’intervalle séparant deux modules (2) de batterie adjacents d’une même rangée, les conduites auxiliaires (10, 11) d’entrée et de sortie étant raccordées, pour chaque rangée, par au moins un embout d’entrée ou de sortie respectif présentant des moyens d’encliquetage (22) avec des circuits internes (19) de fluide de refroidissement des deux modules (2) de batterie adjacents de la rangée, les circuits internes (19) de refroidissement étant connectés audit au moins un embout d’entrée et respectivement audit au moins un embout de sortie en dérivation l’un de l’autre.
8. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, lequel comporte un bac (1a) inférieur logeant le corps creux allongé (3) et supportant les modules (2) de batterie et un couvercle (1b) amovible recouvrant le bac (1a) inférieur en position fermée du réceptacle (1), un joint d’étanchéité entourant une jonction du bac (1a) inférieur avec le couvercle (1b).
9. Système de refroidissement dans un véhicule automobile comprenant un circuit de refroidissement (14, 15) alimentant en fluide caloporteur un ou des éléments (1) à refroidir du véhicule automobile, caractérisé en ce qu’au moins un des éléments à refroidir est un réceptacle (1) de modules (2) de batterie selon l’une quelconque des revendications précédentes.
10. Véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comprend un système de refroidissement selon la revendication précédente et que le véhicule automobile est un véhicule hybride ou électrique.