FR3096836A1 - Dispositif de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule électrique - Google Patents

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Abstract

Dispositif de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule électrique. L’invention concerne Dispositif destiné à être utilisé dans un circuit de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant :-une enveloppe externe constituée d’une composition comprenant : - de 20 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui ne présentent pas de propriétés de conduction thermique -le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide et- une enveloppe interne disposée en regard de la batterie et destinée à être en contact avec un fluide réfrigérant constituée d’une composition comprenant : - de 5 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, - de 10 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un composant thermiquement conducteur, lorsque les fibres de renfort utilisées ne sont pas thermiquement conductrices, - au moins un agent ignifugeant, et - le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide choisi parmi les polyamides semi-aromatiques et les polyamides constitués de motifs présentant un nombre moyen d' atomes de carbone par atome d' azote allant de 7 à 10 , avantageusement de 7,5 à 9,5- une entrée de fluide de transfert de chaleur ; et- une sortie de fluide de transfert de chaleur, le dispositif délimitant un volume de refroidissement et/ou de chauffage de la batterie. Figure pour l’abrégé : pas de figure

Description

Dispositif de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule électrique
La présente invention concerne de manière générale, le domaine des véhicules automobiles de type électrique ou hybride, nécessitant l’utilisation de batteries électriques.
L’invention se rapporte, plus précisément, à un dispositif de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie pour véhicule automobile électrique ou hybride.
L’un des buts recherchés dans ce domaine automobile est de proposer des véhicules de moins en moins polluants. Ainsi, les véhicules électriques ou hybrides comportant une batterie visent à remplacer progressivement les véhicules thermiques, tels que les véhicules à essence ou bien à gasoil. Or, il s’avère que la batterie est un constituant du véhicule relativement complexe. Selon l’emplacement de la batterie dans le véhicule, il peut être nécessaire de la protéger des chocs et de l’environnement extérieur, qui peut être à des températures extrêmes et à une humidité variable. Il est également nécessaire d’éviter tout risque de flammes.
De plus, il est important que sa température de fonctionnement n’excède pas 55°C pour ne pas détériorer les cellules de la batterie et préserver sa durée de vie. A l’inverse, par exemple en hiver, il peut être nécessaire d’élever la température de la batterie de manière à optimiser son fonctionnement.
Le véhicule automobile électrique ou hybride nécessite ainsi un dispositif de refroidissement et/ou de chauffage de la batterie. Des dispositifs de refroidissement d’une batterie, consistant en la circulation d’un fluide de transfert de chaleur autour de la batterie sont connus, de même que des batteries comportant un coffre de protection. En particulier, les batteries sont aujourd’hui équipées d’un coffre en métal. Par ailleurs, les formes conférées à une structure métallique sont obtenues par un procédé d’emboutissage. Or, lorsque la forme du coffre est complexe, en raison de son emplacement par exemple, le procédé d’emboutissage n’est pas le plus performant pour obtenir ce type de spécificité. Ce coffre présente également l’inconvénient d’être relativement lourd et de se dégrader relativement rapidement dans le temps, notamment s’il est situé dans un environnement humide.
Ainsi, il est recherché une structure légère et résistante pouvant à la fois protéger la batterie de l’environnement extérieur et jouer le rôle d’un échangeur de chaleur. Ainsi, les éléments du dispositif doivent :
- être étanches aux fluides transportés et donc présenter des propriétés barrières vis-à-vis de ces fluides (et en particulier aux composés frigorigènes fluorocarbonés tels que le R134a, R-1234yf ou R-1234ze), ainsi qu’à l’eau, et à l’oxygène. Le terme « propriété barrière » signifie que la structure est imperméable aux fluides des lignes de climatisation automobile et ne permet donc pas l’émission des fluides de ligne de climatisation dans l’atmosphère.
- présenter une résistance chimique aux fluides transportés, ainsi qu’aux huiles des compresseurs, à l’eau et à l’oxygène, afin d’éviter une dégradation excessive sur le long terme ;
- non seulement présenter une résistance mécanique suffisante (en particulier résistance à l’éclatement) et permettre l’amortissement de vibrations ;
- présenter une résistance thermique satisfaisante, compte tenu du fait que les fluides transportés peuvent être à une température élevée, et que la température de l’environnement peut également être élevée (en particulier dans la climatisation automobile, les pièces concernées pouvant être disposées au voisinage du moteur) et notamment au ZnCl2.
Ainsi, il est recherché des matériaux remplaçant les structures métalliques connues, qui répondent au cahier des charges spécifiques mentionné ci-dessus et visant à améliorer le transfert thermique ayant lieu entre la batterie et le fluide de transfert de chaleur dans un dispositif de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie.
Ces buts sont atteints grâce à un dispositif destiné à être utilisé dans un circuit de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant :
- une enveloppe externe constituée d’une composition comprenant :
- de 20 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui ne présentent pas de propriétés de conduction thermique,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide et
- une enveloppe interne disposée en regard de la batterie et destinée à être en contact avec un fluide de transfert de chaleur constituée d’une composition comprenant :
- de 5 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort,
- de 10 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un composant thermiquement conducteur, lorsque les fibres de renfort utilisées ne sont pas thermiquement conductrices,
-au moins un agent ignifugeant, et
-le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide choisi parmi les polyamides semi-aromatiques et les polyamides constitués de motifs présentant un nombre moyen d'atomes de carbone par atome d'azote allant de 7 à 10, avantageusement de 7,5 à 9,5 ;
- une entrée de fluide de transfert de chaleur ; et
- une sortie de fluide de transfert de chaleur,
le dispositif délimitant un volume de refroidissement et/ou de chauffage de la batterie.
Le dispositif de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie selon l’invention présente l’avantage d’être plus léger qu’un dispositif comprenant une structure métallique. Ce gain de poids participe à l’économie d’énergie ou de carburant recherchée pour des véhicules dits propres.
Selon son emplacement dans le véhicule, ce dispositif peut se trouver au contact d’un environnement agressif, comme une température élevée en été ou bien une température très basse en hiver, au contact de chlorure de zinc, des chocs, ou encore une humidité importante. Il a été observé que le dispositif selon l’invention présente d’une résistance satisfaisante à ces contraintes extérieures.
De plus, il a été observé, que selon les constructeurs automobiles, la forme des batteries peut varier. En effet, les constructeurs cherchent à loger cette batterie dans des espaces inutilisés ou relativement inutilisables jusqu’à présent. Or, la mise en forme d’une matière plastique par moulage ou injection est bien plus facile à réaliser que celle d’une plaque métallique.
est une vue en coupe d’un dispositif de refroidissement et/ou chauffage d’une batterie pour véhicule automobile électrique ou hybride.
est une vue en coupe d’une portion d’un dispositif de refroidissement et/ou chauffage d’une batterie pour véhicule automobile électrique ou hybride, la figure 2 illustrant une configuration de l’enveloppe externe alternative à l’enveloppe externe illustrée à la figure 1.
représente un circuit de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie incorporant le dispositif selon l’invention.
représente un circuit de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie incorporant le dispositif selon l’invention, comportant deux boucles de transfert de chaleur.
D'autres caractéristiques, aspects, objets et avantages de la présente invention apparaîtront encore plus clairement à la lecture de la description et des exemples qui suivent.
Il est par ailleurs précisé que les expressions "compris entre… et…" et "de… à…" utilisées dans la présente description doivent s'entendre comme incluant chacune des bornes mentionnées.
LE DISPOSITIF
Le dispositif selon l’invention comprend :
- une enveloppe externe,
-une enveloppe interne,
- une entrée de fluide de transfert de chaleur ; et
- une sortie de fluide de transfert de chaleur,
le dispositif délimitant un volume de refroidissement et/ou de chauffage de la batterie.
ENVELOPPE EXTERNE
L’enveloppe externe est constituée d’une composition comprenant :
- de 20 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort,
-le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
POLYAMIDES
Le terme polyamide désigne aussi bien un homopolyamide qu’un copolyamide.
La nomenclature utilisée pour définir les polyamides est décrite dans la norme ISO 1874-1:2011 "Plastiques - Matériaux polyamides (PA) pour moulage et extrusion - Partie 1 : Désignation", notamment en page 3 (tableaux 1 et 2) et est bien connue de l’homme du métier.
Le polyamide peut être obtenu à partir de la polycondensation de motifs lactames, de motifs aminoacides et/ou de motifs XY, X désignant une diamine et Y désignant un acide dicarboxylique (ou diacide).
Les lactames et les aminoacides comportent de 4 à 12 atomes de carbone. De préférence, ils sont choisis parmi la pyrrolidinone, la 2-pipéridinone, le caprolactame, l’acide aminohexanoïque, le pelargolactame, le décanolactame, l'undecanolactame, l'acide 10-aminoundécanoïque, l'acide amino-11-undécanoïque, l'acide amino-12-dodécanoïque, le lauryllactame, l'énantholactame, le caprylolactame.
Avantageusement, les lactames et les aminoacides sont en C11 et C12.
La diamine peut être aliphatique, linéaire ou ramifiée, ou cycloaliphatique, préférentiellement elle est aliphatique linéaire ou ramifiée, notamment linéaire. L’acide dicarboxylique peut être aliphatique, cycloaliphatique ou aromatique, préférentiellement il est aliphatique ou aromatique.
Concernant les polyamides obtenus à partir de la polycondensation de motifs XY, la diamine (X) peut être en C4 à C36, notamment C6 à C22, en particulier en C6 à C18 et l’acide dicarboxylique (Y) en C4 à C36, notamment en C6 à C22, en particulier en C6 à C18.
Avantageusement, la diamine est choisie parmi la butanediamine, la pentanediamine, la 2-méthyl-1,5-pentanediamine, la 1,6-hexaméthylènediamine, la 1,7-heptanediamine, la 1,8-octanediamine, la 1,9-nonanediamine, la 2-méthyl-1,8-octane-diamine, la 2,2,4-triméthylhexaméthylènediamine, la 2,4,4-triméthylhexaméthylènediamine, la 1,10-décanediamine, 1,11-undécanediamine, la 2-butyl-2-éthyl-1,5-pentanediamine, la 1,12-dodécanediamine, la 1,13-tridécanediamine, la 1,14-tétradécanediamine, l'hexadécanediamine, l'octadécanediamine, l'octadécènediamine, l'eicosanediamine, la docosanediamine et les diamines obtenues à partir d'acides gras, la 1,3-xylylène diamine (notée MXD) et la 1,4-xylylène diamine (notée PXD), le bis(3,5-dialkyl-4-aminocyclohexyl)-méthane, le bis(3,5-dialkyl-4-aminocyclohexyl)éthane, le bis(3,5-dialkyl-4-aminocyclohexyl)-propane, le bis(3,5-dialkyl-4-aminocyclo-hexyl)-butane, le bis-(3-méthyl-4-aminocyclohexyl)-méthane ou 3’-diméthyl-4,4’-diamino-dicyclohexyl-méthane couramment dénommé "BMACM" ou "MACM" (et noté B ci-après), le p-bis(aminocyclohexyl)-méthane couramment dénommé "PACM" (et noté P ci-après), l'isopropylidènedi(cyclohexylamine) couramment dénommé "PACP", l’isophorone-diamine (notée IPD ci-après) et le 2,6-bis(amino méthyl)norbornane couramment dénommé "BAMN", notamment la 1,10-décanediamine.
Une liste non-exhaustive des diamines cycloaliphatiques est donnée dans la publication "Cycloaliphatic Amines" (Encyclopaedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer, 4th Edition (1992), pp. 386-405).
Avantageusement, le diacide carboxylique est choisi parmi l’acide succinique , l’acide pentanedioïque, l’acide adipique, l’acide subérique, l’acide azélaïque, l’acide sébacique, l’acide undécanedioïque, l’acide dodécanedioïque, l’acide brassylique, l’acide tétradécanedioïque, l'acide hexadécanedioïque, l'acide octadécanoïque, l'acide octadécènoïque, l'acide eicosanedioïque, l'acide docosanedioïque et les dimères d'acides gras contenant 36 carbones, l’acide téréphtalique (noté T), l’acide isophtalique (noté I), notamment l’acide dodécanedioïque.
Avantageusement, la diamine est choisie parmi la 1,8-octanediamine, la 1,9-nonanediamine, la 2-méthyl-1,8-octane-diamine, la 2,2,4-triméthylhexaméthylènediamine, la 2,4,4-triméthylhexaméthylènediamine, la 1,10-décanediamine, 1,11-undécanediamine, la 2-butyl-2-éthyl-1,5-pentanediamine, la 1,12-dodécanediamine, la 1,13-tridécanediamine, la 1,14-tétradécanediamine, notamment la 1,10-décanediamine, et le diacide carboxylique est choisi parmi l’acide sébacique, l’acide undécanedioïque, l’acide dodécanedioïque, l’acide brassylique, l’acide tétradécanedioïque, l’acide téréphtalique (noté T), l’acide isophtalique (noté I), notamment l’acide dodécanedioïque.
Plus avantageusement, le lactame est le lauryllactame, l’aminoacide est choisi parmi l'acide 10-aminoundécanoïque, l'acide amino-11-undécanoïque, l'acide amino-12-dodécanoïque, la diamine est choisie parmi la 2-méthyl-1,5-pentanediamine, la 1,6-hexaméthylènediamine, la 1,9-nonanediamine, la 2-méthyl-1,8-octane-diamine, la 1,10-décanediamine et la 1,12-dodécanediamine et le diacide carboxylique est choisi parmi l’acide adipique, l’acide sébacique, l’acide dodécanedioïque, l’acide téréphtalique (noté T) et l’acide isophtalique (noté I).
Selon un mode de realisation très préféré, le lactame est le lauryllactame, l’aminoacide est choisi parmi l'acide 10-aminoundécanoïque, l'acide amino-11-undécanoïque, l'acide amino-12-dodécanoïque, la diamine est choisie parmi la 2-méthyl-1,5-pentanediamine, la 1,6-hexaméthylènediamine, la 1,10-décanediamine et la 1,12-dodécanediamine et le diacide carboxylique est choisi parmi l’acide adipiquer, l’acide sébacique, l’acide dodécanedioïque, l’acide téréphtalique (noté T) et l’acide isophtalique (noté I).
De préférence, l’enveloppe externe comprend une matrice polyamide comprenant au moins un polyamide choisi parmi les polyamides semi-aromatiques et les polyamides constitués de motifs présentant un nombre moyen d’atomes de carbone par atome d'azote allant de 9 à 18.
Par nombre moyen d’atomes de carbone par atome d’azote, on entend la moyenne du nombre d’atomes de carbone par motif, c’est-à-dire par enchaînement entre deux atomes d’azote. Au sein d’un polyamide, les motifs sont reliés les uns aux autres par des fonctions amide : -CO-NH- . Ainsi, il y a autant d'atomes d'azote qu'il y a de groupes amide (-CO-NH-). Dans le cas d'un homopolyamide de type PA-XY, le nombre d'atomes de carbone par atome d'azote est la moyenne du motif X et du motif Y. Ainsi le PA612 issu de la polycondensation de l’hexanediamine et de l’acide dodécanedioique, est un PA à 9 atomes de carbone par atome d'azote, autrement dit est un PA en C9, selon le calcul suivant : (6+12)/2. Dans le cas des copolyamides, le nombre d'atomes de carbone par atome d'azote se calcule selon le même principe. Le calcul est réalisé au prorata molaire des différents motifs amides. Ainsi le coPA-6.T/6.6 comportant 60% de 6T et 40% de 66 est en C6,6 : 60%x[(6+8)/2]+40%x[(6+6)/2] = 6,6.
Avantageusement, le polyamide présent dans la composition de l’enveloppe externe est choisi parmi le PA612, PA1010, PA10T, PA10T/1010, PA11, PA12, PA11/10T, PA12/10T, PA 1012, PA 618, PA 12T, PA 1010/1012, PA BACT/6T, PA BACT/10T, PA BACT/12T, PA MPMDT/6T, PA MPMDT/10T, PA MPMDT/12T, PA MXDT/6T, PA MXDT/10T, PA MXDT/12T, PA11/BACT/6T, PA 11/BACT/10T, PA 11/BACT/12T, PA 11/MPMDT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/MPMDT/12T, PA 11/MXDT/6T, PA 11/MXDT/10T, PA 11/MXDT/12T, et leur mélange. De préférence, le polyamide constituant la matrice de l’enveloppe externe est choisi parmi le PA12, PA 11, PA 1010, PA 1012 et le PA11/10T.
Par majoritaire, au sens de la présente invention, on entend une proportion supérieure à 50% de polyamide au sein de la matrice de la composition. De préférence, le ou les polyamides représentent de 50 à 80% en poids, par rapport au poids total de la matrice.
Selon un mode de réalisation préféré, le composition de l’enveloppe externe comporte plus de 25% en poids de polyamide par rapport au poids total de la composition.
FIBRES DE RENFORT
La composition constituant une enveloppe externe selon l’invention comprend de 20 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort.
Les fibres présentes dans la composition de l’enveloppe peuvent être de dimensions différentes. Les fibres de renfort peuvent être qualifiées de fibres courtes, longues ou continues. Un mélange de ces fibres de dimensions différentes et/ou de nature différente peut également être utilisé.
De préférence, les fibres dites courtes sont de longueur comprise entre 200 et 400 µm. Les fibres dites longues présentent, de préférence, une longueur supérieure à 1000 µm. La longueur des fibres de verre est mesurée selon la norme ISO 22314 : 2006(E).
Ces fibres de renfort peuvent être choisies parmi :
- les fibres minérales, celles-ci ayant des températures de fusion Tf’ élevées et supérieures à la température de fusion Tf dudit polyamide présent dans la matrice de la composition de l’enveloppe selon l’invention et supérieures à la température de polymérisation et/ou de mise en œuvre,
- les fibres polymériques ou de polymère ayant une température de fusion Tf’ ou à défaut de Tf’, une température de transition vitreuse Tg’, supérieure à la température de polymérisation ou supérieure à la température de fusion Tf dudit polyamide présent dans la matrice de la composition de l’enveloppe selon l’invention et supérieure à la température de mise en œuvre,
- les fibres naturelles,
- ou les mélanges des fibres citées ci-haut.
Comme fibres minérales convenables pour l’invention, on peut citer les fibres de carbone, ce qui inclut les fibres de nanotubes ou nanotubes de carbone (NTC), les nanofibres de carbone ou les graphènes ; les fibres de silice comme les fibres de verre, notamment de type E, R ou S2 ; les fibres de bore ; les fibres céramiques, notamment fibres de carbure de silicium, fibres de carbure de bore, fibres de carbonitrure de bore, fibres de nitrure de silicium, fibres de nitrure de bore, les fibres de basalte ; les fibres ou filaments à base de métaux et/ou de leurs alliages ; les fibres des oxydes métalliques, notamment d’alumine (Al2O3) ; les fibres métallisées comme les fibres de verre métallisées et les fibres de carbone métallisées ou les mélanges des fibres précitées.
Comme fibres polymériques convenables pour l’invention, on peut citer :
- les fibres à base de polymère thermoplastique amorphe et présentent une température de transition vitreuse Tg supérieure à la Tg du polyamide ou mélange de polyamides, présent(s) dans la matrice, lorsque ce dernier est amorphe ; ou supérieure à la Tf du polyamide ou mélange de polyamides présent(s) dans la matrice, lorsque ce dernier est semi-cristallin. Avantageusement, elles sont à base de polymère thermoplastique semi-cristallin et présentent une température de fusion Tf supérieure à la Tg du polyamide ou mélange de polyamides présent(s) dans la matrice, lorsque ce dernier est amorphe ; ou supérieure à la Tf du polyamide ou mélange de polyamides présent(s) dans la matrice lorsque ce dernier est semi-cristallin. Ainsi, il n’y a aucun risque de fusion pour les fibres organiques de constitution du matériau de renfort lors de l’imprégnation par la matrice thermoplastique du composite final.
-les fibres de polymères thermodurcissables et plus particulièrement choisies parmi : les polyesters insaturés, les résines époxy, les esters vinyliques, les résines phénoliques, les polyuréthanes, les cyanoacrylates et les polyimides, tels que les résines bis-maléimide, les aminoplastes résultant de la réaction d’une amine telle que la mélamine avec un aldéhyde tel que le glyoxal ou le formaldéhyde,
- les fibres de polymères thermoplastiques et plus particulièrement choisies parmi : le polyéthylène téréphtalate (PET), le polybutylène téréphtalate (PBT),
-les fibres de polyamides,
- les fibres d’aramides (comme le Kevlar®) et polyamides aromatiques tels que ceux répondant à l’une des formules : PPDT, MPDI, PAA et PPA, avec PPD et MPD étant respectivement la p- et m-phénylène diamine, PAA étant les polyarylamides et PPA étant les polyphtalamides,
- les fibres de copolymères blocs de polyamide tel que le polyamide/polyéther, les fibres de polyaryléthers cétones (PAEK) telles que la polyétheréther cétone (PEEK), la polyéthercétone cétone (PEKK), la polyéthercétoneéthercétone cétone (PEKEKK).
Parmi les fibres d’origine naturelle, et notamment végétale, on peut citer les fibres à base de lin, de ricin, de bois, de kénaf, de noix de coco, de chanvre, de jute, de lignine, de bambou, de soie notamment d’araignée, de sisal, et d’autres fibres cellulosiques, en particulier de viscose. Ces fibres d’origine végétale peuvent être utilisées pures, traitées ou bien enduites d’une couche d’enduction, en vue de faciliter l’adhérence et l’imprégnation de la matrice polymère.
Les fibres de renfort peuvent constituer un matériau fibreux, qui peut également être un tissu, tressé ou tissé avec des fibres.
Il peut également correspondre à des fibres avec des fils de maintien. Ces fibres de constitution peuvent être utilisées seules ou en mélanges. Ainsi, des fibres organiques peuvent être mélangées aux fibres minérales pour être imprégnées de la matrice polymère et former le matériau fibreux pré-imprégné.
Les mèches de fibres organiques peuvent avoir plusieurs grammages. Elles peuvent en outre présenter plusieurs géométries. Les fibres peuvent se présenter sous forme de fibres courtes, qui composent alors les feutres ou les non tissés pouvant se présenter sous la forme de bandes, nappes, ou morceaux, ou sous forme de fibres continues, qui composent les tissus 2D, les tresses ou mèches de fibres unidirectionnelles (UD) ou non tissées. Les fibres de constitution du matériau fibreux peuvent en outre se présenter sous forme d’un mélange de ces fibres de renfort de différentes géométries.
De préférence, le matériau fibreux est constitué par des fibres continues de carbone, de verre ou de carbure de silicium ou leur mélange, en particulier des fibres de carbone. Il est utilisé sous forme d’une mèche ou de plusieurs mèches.
Les fibres de renfort courtes préférées sont des fibres courtes choisies parmi les : fibres de carbone, y compris métallisées, fibres de verre, y compris métallisées de type E, R, S2, fibres d’aramides (comme le Kevlar®) ou de polyamides aromatiques, les fibres de polyaryléthers cétones (PAEK), telle que la polyétheréther cétone (PEEK), fibres de la polyéthercétone cétone (PEKK), fibres de la polyéthercétoneéthercétone cétone (PEKEKK) ou leurs mélanges.
De préférence, les fibres de renfort sont sélectionnées parmi les fibres de verre, de carbone, de céramique, d'aramide ou leurs mélanges.
De préférence, l’enveloppe externe du dispositif selon l’invention présente des propriétés isolantes à la chaleur. Selon ce mode de réalisation préféré, les fibres de renforts seront de préférence choisies parmi les fibres de verre, les fibres de basalte, les fibres d’aramide.
En fonction de la taille des fibres utilisées : courtes, longues ou continues, la teneur en fibres de renfort peut être différente dans la composition.
Ainsi, dans le cas de fibres de renfort courtes, la teneur en fibres est préférentiellement comprise entre 20 et 60% en poids de fibres de renfort. Dans, le cas de fibres de renfort longues ou continues, la teneur en fibres est préférentiellement comprise entre 40 et 65% en poids de fibres de renfort.
LES IGNIFUGEANTS
La composition constituant l’enveloppe externe du dispositif selon l’invention peut comprendre au moins un agent ignifugeant.
De préférence, l’agent ignifugeant est choisi parmi des agents ignifugeants sans halogène, tels que décrits dans US 2008/0274355 et notamment un sel métallique choisi parmi un sel métallique de l’acide phosphinique, un sel métallique de l’acide diphosphinique, un polymère contenant au moins un sel métallique de l’acide phosphinique, un polymère contenant au moins un sel métallique de l’acide diphosphinique. L’agent ignifugeant peut également être choisi parmi du phosphore rouge, un oxyde d’antimoine, un oxyde de zinc, un oxyde de fer, un oxyde de magnésium, des borates métalliques, tels que un borate de zinc, des pyrophosphates de mélamine, des cyanurates de mélamine, des agents anti-goutte de nature siliconée ou fluorée. L’agent ignifugeant peut aussi être un mélange des agents précités.
Ils peuvent également être des agents ignifugeants halogénés tels que un polystyrène bromé ou polybromé, un polycarbonate bromé ou un phénol bromé.
L’agent ignifugeant peut également être choisi parmi le sel métallique de l’acide phosphinique de formule (I) suivante et le sel métallique de l’acide diphosphinique de formule (II) suivante :
[Chem 1]
(I)
[Chem 2]
(II)
avec
R1 et R2, indépendamment l’un de l’autre, désignent un groupe alkyle en C1-C6 linéaire ou ramifié, ou un groupe aryle;
R3 représente un groupe alkylène en C1-C10 linéaire ou ramifié, arylène en C6-C10, alkylarylène en C6-C10, ou arylalkylène en C6-C10,
M est un ion Mg, Ca, Al, Sb, Sn, Ge, Ti, Zn, Fe, Zr, Ce, Bi, Sr, Mn, Li, Na, K et/ou une base amine protonée
m désigne un entier de 1 à 4,
n désigne un entier de 1 à 4,
x désigne un entier de 1 à 4,
n et m étant choisis de manière à ce que le sel soit neutre, c’est-à-dire qu’il ne soit pas porteur d’une charge électrique.
De préférence, M représente un ion calcium, magnésium, aluminium ou zinc.
De préférence, R1 et R2, indépendamment l’un de l’autre, désignent un groupe méthyle, éthyle, n-propyle, iso-propyle, n-butyle, tertio-butyle, n-pentyle et/ou phényle.
De préférence, R3 représente un groupe méthylène, éthylène, n-propylène, iso-propylène, n-butylène, tertio-butylène, n-pentylène, n-octylène, n-dodécylène; phénylène, naphthylène; méthylphénylène, éthylphénylène, tertio-butylphénylène, méthylnaphthylène, éthylnaphthylène, tertio-butylnaphthylène; phénylméthylène, phényléthylène, phénylpropylène, or phénylbutylène.
L’agent ignifugeant peut être le produit de denomination commerciale Exolit OP 1230 vendu par Clariant, qui est le sel d’aluminium du sel d’acide diéthylphosphinique (CAS No. 225789-38-8).
Plus particulièrement, la teneur en agent ignifugeant est comprise entre 0 et 30% en poids, de préférence 15 et 25% en poids, et plus particulièrement entre 17 et 22% en poids par rapport au poids total de la composition.
MODIFIANTS CHOCS
La composition constituant l’enveloppe du dispositif selon l'invention peut comprendre au moins un modifiant choc. De préférence, la composition constituant l’enveloppe du dispositif selon l'invention peut comprendre de 0 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’au moins un modifiant choc
Le modifiant choc est avantageusement constitué par un polymère présentant un module de flexion inférieur à 100 MPa mesuré selon la norme ISO 178 à 50% HR et de Tg inférieure à 0°C mesurée selon la norme 11357-2 de 2013.
La température de transition vitreuse Tg des polyamides est mesurée à l'aide d'un calorimètre différentiel à balayage (DSC), après un deuxième passage en chauffe, suivant la norme ISO 1 1357-2:2013. La vitesse de chauffage et de refroidissement est de 20°C/min.
De préférence, le modifiant choc est constitué d'une ou plusieurs polyoléfines, une partie ou la totalité de celles-ci portant une fonction choisie parmi les fonctions acide carboxylique, anhydride carboxylique et époxyde. Tout particulièrement, la polyoléfine peut être choisie parmi un copolymère d'éthylène et de propylène à caractère élastomère (EPR), un copolymère éthylène-propylène-diène à caractère élastomère (EPDM) et un copolymère éthylène/(méth)acrylate d'alkyle.
La composition peut comprendre jusqu’à 20% en poids, par rapport au poids total de ladite composition, d’une polyoléfine semi-cristalline ou d'un mélange de polyoléfines, présentant un module de flexion, mesuré selon la norme ISO 178 à 50% HR, supérieur à 300 MPa, avantageusement supérieur à 800 MPa.
Ce modifiant choc peut être une polyoléfine fonctionnalisée (B1).
Selon l’invention, on entend par polyoléfine fonctionnalisée (B1) les polymères suivants.
La polyoléfine fonctionnalisée (B1) peut être un polymère d'alpha-oléfine ayant des motifs réactifs : les fonctionnalités. De tels motifs réactifs sont les fonctions acides carboxyliques, anhydrides, ou époxy.
A titre d'exemple, on peut citer comme polyoléfines les homopolymères ou copolymères d'alpha oléfines ou de dioléfines, telles que par exemple, éthylène, propylène, butène-1, octène-1, butadiène, et plus particulièrement :
- les homopolymères et copolymères de l’éthylène, en particulier LDPE, HDPE, LLDPE (linear low density polyethylene, ou polyéthylène basse densité linéaire), VLDPE (very low density polyethylene, ou polyéthylène très basse densité) et le polyéthylène métallocène,
- les homopolymères ou copolymères du propylène,
- les copolymères éthylène/alpha-oléfine tels qu'éthylène /propylène, les EPR (abréviation d'ethylene-propylene-rubber) et éthylène/propylène/diène (EPDM),
- les copolymères blocs styrène/éthylène-butène/styrène (SEBS), styrène/butadiène/styrène (SBS), styrène/isoprène/styrène (SIS), styrène/éthylène-propylène/styrène (SEPS),
- les copolymères de l'éthylène avec au moins un produit choisi parmi les sels ou les esters d'acides carboxyliques insaturés tel que le (méth)acrylate d'alkyle (par exemple acrylate de méthyle), ou les esters vinyliques d'acides carboxyliques saturés tel que l'acétate de vinyle (EVA), la proportion de comonomère pouvant atteindre 40% en poids.
Ces polyoléfines décrites ci-dessus peuvent être greffées, co-polymérisées ou ter polymérisées par des motifs réactifs (les fonctionnalités), tels que les fonctions acides carboxyliques, anhydrides, ou époxy.
Plus particulièrement, ces polyoléfines sont greffées ou co- ou ter polymérisées par des époxydes insaturés tels que le (méth)acrylate de glycidyle, ou par des acides carboxyliques ou les sels ou esters correspondants tels que l'acide (méth)acrylique (celui-ci pouvant être neutralisé totalement ou partiellement par des métaux tels que Zn, etc.) ou encore par des anhydrides d'acides carboxyliques tels que l'anhydride maléique.
La polyoléfine fonctionnalisée (B1) peut être choisie parmi les (co)polymères suivants, greffés avec anhydride maléique ou méthacrylate de glycidyle, dans lesquels le taux de greffage est par exemple de 0,01 à 5% en poids :
- du PE, du PP, des copolymères de l'éthylène avec propylène, butène, hexène, ou octène contenant par exemple de 35 à 80% en poids d'éthylène ;
- les copolymères éthylène/alpha-oléfine tels qu'éthylène/ propylène, les EPR (abréviation d'éthylène-propylene-rubber) et éthylène/propylène/diène (EPDM),
- les copolymères blocs styrène/éthylène-butène/styrène (SEBS), styrène/butadiène/styrène (SBS), styrène/isoprène/ styrène (SIS), styrène/éthylène-propylène/styrène (SEPS),
- des copolymères éthylène et acétate de vinyle (EVA), contenant jusqu'à 40% en poids d'acétate de vinyle,
- des copolymères éthylène et (méth)acrylate d'alkyle, contenant jusqu'à 40% en poids de (méth)acrylate d'alkyle,
- des copolymères éthylène et acétate de vinyle (EVA) et (méth)acrylate d'alkyle, contenant jusqu'à 40% en poids de comonomères.
Une polyoléfine fonctionnalisée est par exemple un mélange PE/EPR, dont le ratio en poids peut varier dans de larges mesures, par exemple entre 40/60 et 90/10, ledit mélange étant co-greffé avec un anhydride, notamment anhydride maléique, selon un taux de greffage par exemple de 0,01 à 5% en poids.
La polyoléfine fonctionnalisée (B1) peut être aussi choisie parmi les copolymères éthylène/propylène majoritaires en propylène greffés par de l'anhydride maléique puis condensés avec du polyamide (ou un oligomère de polyamide) mono aminé (produits décrits dans EP-A-0342066).
La polyoléfine fonctionnalisée (B1) peut aussi être un co- ou ter polymère d'au moins les motifs suivants :
(1) éthylène,
(2) (méth)acrylate d'alkyle ou ester vinylique d'acide carboxylique saturé et
(3) anhydride tel que anhydride maléique ou acide (méth)acrylique ou époxy tel que (méth)acrylate de glycidyle.
A titre d'exemple de polyoléfines fonctionnalisées de ce dernier type, on peut citer les copolymères suivants, où l'éthylène représente de préférence au moins 60% en poids et où le termonomère (la fonction) représente par exemple de 0,1 à 12% en poids du copolymère :
- les copolymères éthylène/(méth)acrylate d'alkyle/acide (méth)acrylique ou anhydride maléique ou méthacrylate de glycidyle;
- les copolymères éthylène/acétate de vinyle/anhydride maléique ou méthacrylate de glycidyle ;
- les copolymères éthylène/acétate de vinyle ou (méth)acrylate d'alkyle / acide (méth)acrylique ou anhydride maléique ou méthacrylate de glycidyle.
Dans les copolymères qui précèdent, l'acide (méth)acrylique peut être salifié avec Zn ou Li. Le terme "(méth)acrylate d'alkyle" dans (B1) désigne les méthacrylates et les acrylates d'alkyle en C1 à C8, et peut être choisi parmi l'acrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, l'acrylate de n-butyle, l'acrylate d'iso butyle, l'acrylate d'éthyl-2-hexyle, l'acrylate de cyclohexyle, le méthacrylate de méthyle et le méthacrylate d'éthyle.
Par ailleurs, les polyoléfines précitées (B1) peuvent aussi être réticulées par tout procédé ou agent approprié (diépoxy, diacide, peroxyde, etc.) ; le terme polyoléfine fonctionnalisée comprend aussi les mélanges des polyoléfines précitées avec un réactif difonctionnel tel que diacide, dianhydride, diépoxy, etc. susceptible de réagir avec celles-ci ou les mélanges d'au moins deux polyoléfines fonctionnalisées pouvant réagir entre elles.
Les copolymères mentionnés ci-dessus (B1) peuvent être copolymérisés de façon statistique ou séquencée et présenter une structure linéaire ou ramifiée.
Le poids moléculaire, l'indice MFI, la densité de ces polyoléfines peuvent aussi varier dans une large mesure, ce que l'homme de l'art appréciera. L'indice MFI, abréviation de Melt Flow Index, est l'indice de fluidité à l'état fondu. On le mesure selon la norme ASTM 1238.
Avantageusement, les polyoléfines fonctionnalisées (B1) sont choisies parmi tout polymère comprenant des motifs alpha oléfiniques et des motifs porteurs de fonctions réactives polaires comme les fonctions époxy, acide carboxylique ou anhydride d'acide carboxylique. A titre d'exemples de tels polymères, on peut citer les ter polymères de l'éthylène, d'acrylate d'alkyle et d'anhydride maléique ou de méthacrylate de glycidyle comme les Lotader® de la Demanderesse ou des polyoléfines greffées par de l'anhydride maléique comme les Orevac® de la Demanderesse ainsi que des terpolymères de l'éthylène, d'acrylate d'alkyle et d'acide (meth) acrylique. On peut citer aussi les homopolymères ou copolymères du polypropylène greffés par un anhydride d'acide carboxylique puis condensés avec des polyamides ou des oligomères mono aminés de polyamide, comme décrit dans la demande EP 0 342 066.
Plus particulièrement, les polyoléfines fonctionnalisées (B1) sont :
- les terpolymères d’éthylène, d’acrylate d’alkyle et d’anhydride maléique ;
- les terpolymères d’éthylène, d’acrylate d’alkyle et de méthacrylate de glycidyle ;
- les polypropylène et polyéthylènes greffés par l’anhydride maléique ;
- les copolymères d’éthylène et de propylène et éventuellement de diène monomère greffés par l’anhydride maléique ;
- les copolymères d’éthylène et d’octène greffés par l’anhydride maléique ;
et leur mélange.
La polyoléfine fonctionnalisée (B1) est présente en une teneur comprise entre 0 et 20 % en poids, de préférence entre 1 et 10 % en poids par rapport au poids total de la composition.
Avantageusement, la composition selon l’invention peut comprendre au moins une polyoléfine non fonctionnalisée (B2).
Une polyoléfine non fonctionnalisée (B2) est classiquement un homopolymère ou copolymère d'alpha oléfines ou de dioléfines, telles que par exemple, éthylène, propylène, butène-1, octène-1, butadiène. A titre d'exemple, on peut citer :
- les homopolymères et copolymères du polyéthylène, en particulier LDPE, HDPE, LLDPE (linear low density polyethylene, ou polyéthylène basse densité linéaire), VLDPE (very low density polyethylene, ou polyéthylène très basse densité) et le polyéthylène métallocène,
- les homopolymères ou copolymères du propylène,
- les copolymères éthylène/alpha-oléfine tels qu'éthylène /propylène, les EPR (abréviation d'ethylene-propylene-rubber) et éthylène/propylène/diène (EPDM),
- les copolymères blocs styrène/éthylène-butène/styrène (SEBS), styrène/butadiène/styrène (SBS), styrène/isoprène/styrène (SIS), styrène/éthylène-propylène/styrène (SEPS),
- les copolymères de l'éthylène avec au moins un produit choisi parmi les sels ou les esters d'acides carboxyliques insaturés tel que le (méth)acrylate d'alkyle (par exemple acrylate de méthyle), ou les esters vinyliques d'acides carboxyliques saturés tel que l'acétate de vinyle (EVA), la proportion de comonomère pouvant atteindre 40% en poids
et leur mélange.
Les copolymères mentionnés ci-dessus (B2) peuvent être copolymérisés de façon statistique ou séquencée et présenter une structure linéaire ou ramifiée.
Avantageusement, les polyoléfines (B2) non fonctionnalisées sont choisies parmi les homopolymères ou copolymères du polypropylène et tout homopolymère de l'éthylène ou copolymère de l'éthylène et d'un comonomère de type alpha oléfinique supérieur tel que le butène, l'hexène, l'octène ou le 4-méthyl-1-pentène. On peut citer par exemple les PP (PolyPropylène), les polyéthylènes de haute densité, polyéthylènes de moyenne densité, polyéthylènes basse densité linéaire, polyéthylènes basse densité, polyéthylènes de très basse densité. Ces polyéthylènes sont connus par l'homme de l'art comme étant produits selon un procédé radicalaire, selon une catalyse de type Ziegler ou, plus récemment, selon une catalyse dite métallocène. Sont également préférés les copolymères de l'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA), tels que ceux commercialisés sous la dénomination commerciale EVATANE® par la Demanderesse.
Lorsque la composition constituant l’enveloppe externe du dispositif selon l’invention comprend une ou plusieurs polyoléfines non fonctionnalisées, le MFI de (A) et les MFI de (B1) et (B2) peuvent être choisis dans une large plage, il est cependant recommandé pour faciliter la dispersion de (B1) et (B2) que les viscosités de (B1) et (B2) soient proches.
La polyoléfine non fonctionnalisée est présente en une teneur comprise entre 0 et 20 % en poids, de préférence entre 1 et 10 % en poids par rapport au poids total de la composition.
Le modifiant choc peut également être un copolymère formé de blocs polyamide et de blocs polyéther, les blocs polyamide et les blocs polyéther étant reliés par une fonction ester. Ces produits sont décrits dans le document FR 2 273 021 et vendus sous le nom commercial PEBAX® par la société ARKEMA.
Les copolymères à blocs polyamide (abrégé ci-dessous PA) et à blocs polyéther (abrégé ci- dessous PE) résultent de la copolycondensation de blocs polyamide à extrémités réactives avec des blocs polyéther à extrémités réactives. Par exemple, on peut faire réagir :
- du polyéther diol, et un polyamide diacide carboxylique,
- de la polyétherdiamine et un polyamide diacide carboxylique,
- du polyétherdiol et un polyamide diamine.
Les blocs polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques proviennent par exemple de la condensation de précurseurs de polyamides en présence d'un diacide carboxylique régulateur de chaîne. Les blocs polyamides à bouts de chaînes diamine proviennent par exemple de la condensation de précurseurs de polyamides en présence d'une diamine régulatrice de chaîne. Ainsi, la liaison entre les blocs est soit une liaison ester, soit une liaison amide. Les polymères à blocs PA et à blocs PE peuvent comprendre un seul bloc PA et un seul bloc PE.
Ils peuvent aussi comprendre plusieurs blocs PA identiques en termes de structure du ou des monomères constitutifs du polyamide et PE identiques répartis de façon aléatoire. Lesdits polymères peuvent être préparés par réaction simultanée des blocs PE, et des précurseurs des blocs PA. On obtient alors un polymère ayant des blocs PE et des blocs PA de longueur très variable dépendant du moment au cours duquel le régulateur de chaîne intervient durant la formation du bloc PA, mais aussi les différents réactifs ayant réagi de façon aléatoire qui sont répartis de façon aléatoire (statistique) le long de la chaîne polymère.
La composition constituant l’enveloppe externe du dispositif selon l’invention comprend de 0 à 30% en poids par rapport au poids total de la composition d’au moins un modifiant choc, de préférence de 0,1 à 25%, et plus préférentiellement de 5 à 20%.
LES ADDITIFS
La composition constituant l’enveloppe externe du dispositif selon l'invention peut également comprendre de 0 à 20% d’additifs.
De préférence, les additifs présents dans la composition constituant l’enveloppe sont choisis parmi les stabilisants thermiques, les plastifiants, les lubrifiants, les pigments organiques ou inorganiques, les anti-UV, les antistatiques, les charges minérales, et les charges organiques, telles que, par exemple, le talc, le carbonate de calcium, le dioxyde de titane, l’oxyde de zinc et les charges organiques.
Parmi les charges, on peut notamment citer la silice, l'oxyde de titane ou encore les billes de verre.
Le stabilisant thermique peut être choisi parmi un stabilisant à base de cuivre, un stabilisant organique et leur mélange.
Le stabilisant à base de cuivre peut être constitué d'un ou de plusieurs constituants choisis parmi les composés à base de cuivre tels que le chlorure cuivreux, le chlorure cuivrique, le bromure cuivreux, le bromure cuivrique, l'iodure cuivreux, l'iodure cuivrique, l'acétate cuivreux et l'acétate cuivrique. On peut citer les halogénures, les acétates d'autres métaux tels l'argent. Ces composés à base de cuivre sont typiquement associés à des halogénures de métaux alcalins. Un exemple bien connu est le mélange de CuI et KI, où le ratio CuI:KI est typiquement compris entre 1:5 à 1:15. Un exemple d'un tel stabilisant est le Polyadd P201 de la société Ciba. On trouvera de plus amples détails sur les stabilisants à base de cuivre dans le brevet US 2,705,227. Plus récemment, sont apparus des stabilisants à base de cuivre tel les cuivres complexés comme les Bruggolen H3336, H3337, H3373 de la société Brueggemann. Le stabilisant à base de cuivre est choisi parmi les halogénures de cuivre, l'acétate de cuivre, les halogénures de cuivre ou l'acétate de cuivre en mélange avec au moins un halogénure de métal alcalin, et leurs mélanges, de préférence les mélanges d'iodure de cuivre et d'iodure de potassium (CuI/KI).
Le stabilisant organique peut être choisi, sans que cette liste soit restrictive, parmi :
- les anti-oxydants phénoliques, par exemple l'Irganox 245, l'Irganox 1010, l'Irganox 1098 de la société Ciba, l'Irganox MD1024 de la société Ciba, le Lowinox 44B25 de la société Great Lakes,
- les stabilisants à base de phosphore, comme les phosphites, par exemple l'Irgafos 168 de la société Ciba,
- un absorbeur UV, tel le Tinuvin 312 de la société Ciba,
- un HALS, comme précédemment mentionné,
- un stabilisant de type amine, tel le Naugard 445 de la société Crompton, ou encore de type amine encombrée tel le Tinuvin 770 de la société Ciba,
- un stabilisant polyfonctionnel tel le Nylostab S-EED de la société Clariant.
On peut bien évidemment envisager un mélange de deux, ou plus, de ces stabilisants organiques.
La quantité de stabilisant(s) thermique(s) au sein de la composition est de préférence comprise entre 0,05 et 5 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
De préférence, les additifs sont présents dans la composition généralement en une teneur de 0,1 à 15% en poids, de préférence 1 à 15 en poids par rapport au poids total de la composition.
En fonction de la position de la batterie dans le véhicule, l’homme du métier saura adapter la teneur en fibre de renfort, en modifiant choc ou en additif. Si la batterie est positionnée au niveau du coffre à bagages, son coffre extérieur sera moins exposé à un environnement extérieur agressif. Le taux de fibre de renfort et de modifiant choc pourra se situer dans la gamme inférieure de la gamme revendiquée. Par contre, si la batterie se trouve en contact avec l’air ambiant, alors la teneur en fibres de renfort et en modifiant choc sera plus élevé, et la composition devra comprendre des additifs, tels que des anti-oxydants ou des filtres UV.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe externe est constituée d’une composition constituée :
- de 20 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui ne présentent pas de propriétés de conduction thermique,
- de 0,1 à 30% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 0 à 30% un agent ignifugeant ;
- de 0 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe externe est constituée d’une composition comprenant
- de 20 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui ne présentent pas de propriétés de conduction thermique,;
- de 0,1 à 30% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant
- de 0 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe externe est constituée d’une composition comprenant
- de 40 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui ne présentent pas de propriétés de conduction thermique,
- de 5 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 1 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, , l’enveloppe externe est constituée d’une composition consistant en
- de 40 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui ne présentent pas de propriétés de conduction thermique,
- de 5 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 1 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
ENVELOPPE INTERNE
L’enveloppe interne disposée en regard de la batterie et destinée à être en contact avec un fluide de transfert de chaleur est constituée d’une composition comprenant :
- de 5 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort,
- de 10 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un composant thermiquement conducteur, lorsque les fibres de renfort utilisées ne sont pas thermiquement conductrices,
-au moins un agent ignifugeant, et
-le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide choisi parmi les polyamides semi-aromatiques et les polyamides constitués de motifs présentant un nombre moyen d' atomes de carbone par atome d' azote allant de 7 à 10 , avantageusement de 7,5 à 9,5.
LES POLYAMIDES
Comme les polyamides définis ci-dessus pour l’enveloppe externe, les polyamides appropriés pour l’enveloppe interne peuvent être des homopolyamides ou des copolyamides.
Les lactames et les aminoacides utilisés pour obtenir des homopolyamides doivent présenter un nombre moyen d’atomes de carbone par atome d’azote compris entre 7 et 10. Avantageusement, les lactames et les aminoacides sont en C10.
Les monomères utiles pour obtenir le ou les polyamides présents dans la matrice de la composition constituent l’enveloppe interne sont choisis parmi les listes des polyamides de la couche externe.
Selon un mode de réalisation préféré, le polyamide de la couche interne est choisi parmi le PA610, PA410, PA412, PA612, PA1010, PA6T, PA6I, PA9T, PA10T, PA6T/6I, PA6T/10T, PA6T/1010, PA10T/1010, et leur mélange. De préférence, le polyamide constituant la matrice de l’enveloppe interne est choisi parmi le PA 610, PA612, PA9T, PA10T, et PA 1010.
FIBRE DE RENFORT
Les fibres de renfort présentes dans la composition constituant l’enveloppe interne sont identiques à celles listées ci-dessus pour l’enveloppe externe.
COMPOSANTS CONDUCTEURS
La composition constituant l’enveloppe interne du dispositif selon l’invention comprend de 10 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’au moins un composant thermiquement conducteur, de préférence de 12 à 18%.
Les composants thermiquement conducteurs permettent de conférer à la matrice polymère, qui les accueille, une conductivité thermique, ou bien d’en augmenter sa conductivité thermique.
Les composants thermiquement conducteurs pourront être choisis parmi le carbone, les fibres de carbone, le noir de carbone comme par exemple celui vendu par la société Imerys sous la dénomination Ensaco 250G, les nanotubes de carbone (noté NTC) comme par exemple ceux vendus par Arkema sous la forme de MB Graphistrength, le graphite expansé comme par exemple la gamme Timrex®C-THERM™, et notamment le produit de dénomination commerciale Timrex®C-THERM™ 001 vendu par la société Imerys, le nitrure d’aluminium et le nitrure de bore.
Il est possible que les fibres de renfort choisies présentent des propriétés de conduction thermique, comme par exemple les fibres de carbone, les NTC, les nanofibres de carbone ou les graphènes. Dans cette éventualité, la composition peut ne pas comprendre de composant thermiquement conducteur.
LES IGNIFUGEANTS
Les ignifugeants présents dans la composition constituant l’enveloppe interne sont identiques à ceux listés ci-dessus pour l’enveloppe externe.
LES MODIFIANTS CHOCS
Les modifiants chocs présents dans la composition constituant l’enveloppe interne sont identiques à ceux listés ci-dessus pour l’enveloppe externe.
LES ADDITIFS
Les additifs présents dans la composition constituant l’enveloppe interne sont identiques à ceux listés ci-dessus pour l’enveloppe externe.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe interne est constituée d’une composition comprenant :
- de 5 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort,
- de 10 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un composant thermiquement conducteur, lorsque les fibres de renfort utilisées ne sont pas thermiquement conductrices,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 0 à 30% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 0 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe interne est constituée d’une composition comprenant :
- de 5 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort,
- de 10 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un composant thermiquement conducteur, lorsque les fibres de renfort utilisées ne sont pas thermiquement conductrices,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 5 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 1 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe interne est constituée d’une composition constituée de :
- de 5 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort,
- de 10 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un composant thermiquement conducteur, lorsque les fibres de renfort utilisées ne sont pas thermiquement conductrices,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 5 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 1 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe interne est constituée d’une composition comprenant :
- de 5 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui présentent des propriétés de conduction thermique,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 0 à 30% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 0 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe interne est constituée d’une composition comprenant :
- de 5 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui présentent des propriétés de conduction thermique,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 5 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 1 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe interne est constituée d’une composition comprenant :
- de 5 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui présentent des propriétés de conduction thermique,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 5 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 1 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe interne est constituée d’une composition constituée de :
- de 5 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui présentent des propriétés de conduction thermique,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 5 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 1 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
Avantageusement, lorsque la batterie comporte une pluralité de packs de cellules adjacents, alors l’enveloppe interne encapsule l’ensemble des cellules par complémentarité de forme.
Selon une autre caractéristique, l’enveloppe interne et /ou l’enveloppe externe peut/peuvent être revêtue(s) en interne et/ou en externe d’une couche possédant une faible perméabilité à l’eau.
La présence d’une ou plusieurs couches présentant une faible perméabilité à l’eau permet de conférer un effet barrière à l’humidité, c’est-à-dire assurer l’étanchéité de la batterie vis-à-vis, selon son emplacement, du fluide de transfert de chaleur ou de l’environnement extérieur du dispositif selon l’invention.
Par interne, on entend au sens de la présente invention une couche disposée en regard du passage du fluide de transfert de chaleur.
Par externe, on entend au sens de la présente invention une couche disposée en regard de l’extérieur du dispositif selon l’invention ou en regard de la batterie, à l’inverse d’une couche disposée en regard du passage du fluide de transfert de chaleur.
En particulier, selon un mode de réalisation dans lequel le fluide de transfert de chaleur choisi est liquide, par exemple les composés fluorés, la/les couches présentant une faible perméabilité à l’eau permet/permettent d’éviter, selon son/leur emplacement, des fuites du fluide vers la batterie ou vers l’extérieur du dispositif de refroidissement et/ou chauffage.
Selon un mode de réalisation préféré, cette/ces couche(s) peut/peuvent être en EVOH, en polyoléfines, telles que le polypropylène ou les polyéthylènes : PEHD, PEBD.
MESURE DE CONDUCTIVITE
De préférence, le rapport de la conductivité thermique (λ) de l’enveloppe interne sur la conductivité thermique (λ) de l’enveloppe externe est au moins supérieure à 1,5, de préférence allant de 1,5 à 300, plus particulièrement de 2 à 100, et plus préférentiellement de 2 à 50.
De préférence, la conductivité thermique (λ) de l’enveloppe externe est inférieure ou égale à 10 W.m- 1.K-1, de préférence comprise entre 0,1 et 10 W.m-1.K-1, plus particulièrement comprise entre 0,3 et 1 W.m-1.K-1.
Les mesures de conductivité thermique des matériaux sont réalisées suivant la technologie HOT DISK telle que détaillée dans la norme ISO 22007-2.
Le coefficient de convection peut également être utilisé pour qualifier le transfert de chaleur entre une enveloppe et le fluide circulant dans le dispositif. Dans le dispositif selon l’invention, l’enveloppe externe ne permet pas ou peu le transfert de chaleur entre le fluide et le matériau de l’enveloppe. ¨Par contre, le matériau de l’enveloppe interne est choisi de manière à permettre un maximum de transfert de chaleur entre l’enveloppe interne proche ou au contact de la batterie et le fluide.
PROCEDE DE PREPARATION DE LA COMPOSITION
L’invention porte également sur un procédé de préparation de la composition telle que définie ci-dessus. Selon ce procédé, la composition peut être préparée par toute méthode, qui rend possible l’obtention d’un mélange homogène contenant la composition selon l’invention, et éventuellement d’autres additifs, tel que l’extrusion à l’état fondu, le compactage, ou encore le malaxeur à rouleau, tout en tenant compte de la taille des fibres de renfort.
On utilise avantageusement les dispositifs habituels de mélange et de malaxage de l'industrie des thermoplastiques tels que les extrudeuses, telles que les extrudeuses de type Double vis, et les malaxeurs, par exemple les co-malaxeurs BUSS.
PROCEDE DE FABRICATION DU DISPOSITIF
Selon la taille des fibres, le dispositif de batterie selon l’invention peut être réalisé par différentes techniques.
Lorsque les fibres sont courtes, le dispositif de batterie selon l’invention peut être obtenu par injection, extrusion, coextrusion, compression à chaud, multi-injection à partir d’au moins une composition telle que définie ci-dessus.
Lorsque les fibres sont longues ou continues, le dispositif de batterie selon l’invention peut être réalisé par différentes techniques choisies parmi : pultrusion, enroulement filamentaire, thermocompression, moulage par infusion, moulage par transfert de résine (RTM), moulage structuré par injection et réaction (S-RIM) ou moulage par injection-compression. Une technique particulière en moule fermé est le RTM ou le S-RIM ou l’injection–compression. Le terme « résine » dans RTM s’identifie ici à la composition selon l’invention sans les fibres de renfort.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé de fabrication peut comprendre
- une étape d’application des fibres de renfort dans le moule, puis
- au moins une étape d’imprégnation desdites fibres par une composition précurseur de la composition selon l’invention.
LE CIRCUIT
La présente invention concerne également un circuit de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant une boucle principale de circulation d’un fluide de transfert de chaleur pourvue de moyens destinés à la circulation du fluide de transfert de chaleur dans la boucle principale.
En outre, la boucle principale est raccordée à une pompe à chaleur réversible et à un dispositif de refroidissement et/ou chauffage tel que précédemment décrit.
Selon différents modes de réalisation, le fluide de transfert de chaleur est choisi parmi un gaz, par exemple l’air, un liquide, par exemple de l’eau glycolée, les composés hydrocarbures, hydrofluorocarbures, éthers, hydrofluoroéthers, CO2, NH3, SO2 et fluorooléfines.
De préférence, le fluide frigorigène est choisi parmi les composés hydrocarbures, hydrofluorocarbures, éthers, hydrofluoroéthers, halogénocarbures, CO2, NH3, SO2 et fluorooléfine.
Dans un mode de réalisation, le fluide de transfert de chaleur est un fluide frigorigène choisi parmi CO2, les halogénoalcanes, les halogénoalcènes, les fluoropropènes, les fluoropropanes et les fluoroéthanes ; de préférence parmi le 1,3,3,3-tétrafluoropropène, le 2,3,3,3-tétrafluoropropène, le 1,2,3,3,3-pentafluoropropène, le 1,1,3,3-tétrafluoropropène, le 3,3,3-trifluoropropène, le 2,3,3-trifluoropropène, le 1,1,1,2-tétrafluoroéthane, le 1,1,2,2-tétrafluoroéthane, le pentafluoroéthane, le difluorométhane, le 1,1-difluoroéthane, le 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane, le 1,1,1-trifluoropropane, le 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, le 1,1,1,3,3-pentafluoropropane, le 1,1,1,3,3-pentafluorobutane, le 1,1,1,4,4,4-hexafluorobut-2-ène, le trifluoroiodométhane, 1-chloro-3,3,3-trifluoropropène, le 1-chloro-2,3,3,3-tétrafluoropropène, 1-chloro-2,3,3,3-tétrafluoropropène, et les mélanges comprenant ceux-ci.
Dans le cadre de l’invention, le «HFO-1234yf» se réfère au 2,3,3,3-tétrafluoropropène, le «HCFO-1233zd» se réfère au 1-chloro-3,3,3-trifluoropropène, le «HCFO-1224yd» se réfère au 1-chloro-2,3,3,3-tétrafluoropropène, et le «HFO-1336mzz» se réfère au 1,1,1,4,4,4-hexafluorobut-2-ène.
Dans un mode de réalisation préféré, le fluide de transfert de chaleur est un fluide frigorigène choisi parmi le 1,3,3,3-tétrafluoropropène (1234ze), le 2,3,3,3-tétrafluoropropène (HFO-1234yf ou 1234yf), le difluorométhane (HFC-32) ; en particulier le fluide de transfert de chaleur est le 2,3,3,3-tétrafluoropropène (1234yf) et le difluorométhane, seul ou en mélange.
Le fluide de transfert de chaleur peut être un mélange de 2,3,3,3-tétrafluoropropène (HFO-1234yf) et de difluorométhane (HFC-32) en des proportions allant de 20 à 95% en poids de HFO-1234yf par rapport au poids total du mélange, le complément à 100% étant du HFC-32. Le fluide de transfert peut être un des mélanges suivants HFO-1234yf/ HFC-32 de 27,5/72,5 ; 35/65 ; 42,5/57,5 ; 45/55 ; 55/45 ; 57,5/42,5 ; 70/30 ; 78,5/21,5 ; 80/20 et 90/10 en pourcentage en poids par rapport au poids total du mélange.
Avantageusement, le fluide frigorigène contient un lubrifiant, de préférence choisi parmi les huiles minérales, les huiles de silicone, les paraffines d’origine naturelle, les naphtènes, les paraffines synthétiques, les alkylbenzènes, les poly-alpha oléfines, les polyalkylène glycols, les polyol esters et/ou les polyvinyléthers ; le lubrifiant étant de manière plus particulièrement préférée un polyalkylène glycol ou un polyol ester.
Selon une caractéristique de l’invention, le circuit peut comprendre au moins une boucle secondaire raccordée à la boucle principale, la/les boucle(s) secondaire(s) étant raccordée(s) à l'habitacle du véhicule automobile et/ou à un circuit électronique raccordé à un moteur électrique du véhicule automobile et/ou à un moteur à combustion interne du véhicule automobile, lorsque le véhicule automobile est de type hybride.
Avantageusement, le circuit peut comprendre un dispositif de commande configuré pour contrôler le transfert thermique de la boucle principale vers l’au moins une boucle secondaire telle que définie précédemment.
D’autres buts, avantages et caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple purement illustratif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
est une vue en coupe d’un dispositif de refroidissement et/ou chauffage d’une batterie pour véhicule automobile électrique ou hybride, le dispositif comprenant une enveloppe interne et une enveloppe externe.
est une vue en coupe d’une portion d’un dispositif de refroidissement et/ou chauffage d’une batterie pour véhicule automobile électrique ou hybride, le dispositif comprenant des enveloppes interne et externe , la figure 2 illustrant une configuration de l’enveloppe externe alternative à l’enveloppe externe illustrée à la figure 1.
Les figures 1 et 2 illustrent deux modes de réalisation d’un dispositif de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule électrique ou hybride conforme à l’invention.
A la figure 1, le dispositif de refroidissement et/ou de chauffage selon l’invention 1 illustré comprend deux enveloppes. Une enveloppe interne 2 est disposée en regard de la batterie 3. Une enveloppe externe 4 forme avec l’enveloppe interne 2 un passage destiné à l’écoulement du fluide de transfert de chaleur 5. Le dispositif 1 est pourvu d’une entrée 6 et d’une sortie 7 pour le passage du fluide de transfert de chaleur 5.
Dans l’exemple illustré, un espace 8 est aménagé entre la batterie 3 et l’enveloppe interne 2. Selon une alternative, on pourra prévoir que l’enveloppe interne 2 soit disposée, au moins en partie, au contact de la batterie de manière à optimiser le transfert thermique entre la batterie 3 et le fluide de transfert de chaleur 5.
Classiquement, la batterie 3 comprend une pluralité de packs de cellules adjacentes. Selon un autre exemple illustré à la figure 2, l’enveloppe interne 2 s’intercale entre deux packs de cellules adjacents. La figure 2 représente schématiquement une portion de la batterie 3 comprenant trois packs de cellules 9, 10 et 11 identiques. On se référera aux packs adjacents 9 et 10 comportant chacun quatre parois, respectivement 9a, 9b, 9c, 9d et 10a, 10b, 10c, 10d. Dans l’exemple illustré, l’enveloppe interne 2 est disposée en partie en regard des parois 9a, 9b, 9c, 9d du pack 9 et des parois 10a, 10b, 10c, 10d du pack 10.
L’enveloppe interne 2 s’étend ainsi au plus près des packs de cellules de la batterie 3 de façon à épouser leur forme, permettant ainsi d’améliorer le transfert thermique entre la batterie 3 et le fluide de transfert de chaleur 5 pour une meilleure récupération de l’énergie. La composition en polyamide permet avantageusement de fabriquer facilement et rapidement une telle enveloppe 2 adaptée à la géométrie complexe de la batterie 3.
Avantageusement, les enveloppes internes et externes peut/peuvent être revêtue(s) d’une couche possédant une faible perméabilité à l’eau. La/les couche(s) (non représentée(s) sur les figures) peut/peuvent être interne(s) ou externe(s).
De préférence, au moins une couche possédant une faible perméabilité à l’eau est disposée au contact de l’enveloppe interne 2, en interne, c’est-à-dire au contact du fluide de transfert de chaleur 5.
Le fluide de transfert de chaleur 5 a pour fonction de transférer la chaleur entre deux ou plusieurs sources de température. Ce fluide peut être un gaz, de l'air ou bien un liquide.
La figure 3 illustre un circuit selon un mode de réalisation particulier de l’invention. Le circuit 20 comprend un dispositif selon l’invention 21 encapsulant une batterie, un détendeur 22, un échangeur de chaleur 23, une vanne à quatre voies 24, et un compresseur 25. L’échangeur de chaleur 23 est du type air/ fluide de transfert de chaleur, de préférence fluide frigorigène. L’échangeur de chaleur 23 est traversé par le fluide frigorigène du circuit 20 et par le flux d'air amené par un ventilateur. Une partie ou la totalité de ce même flux d'air, peut par exemple traverser un échangeur de chaleur du circuit de refroidissement d’un moteur thermique pour un véhicule hybride (non représenté sur la figure) ou bien de l’habitacle. Le sens de circulation de l'air est fonction du mode de fonctionnement du circuit 20, des besoins de la batterie et des besoins du moteur thermique, pour des véhicules hydrides
En mode frigorifique, c’est-à-dire lorsque la batterie génère de la chaleur, le fluide frigorigène mis en mouvement par le compresseur 25 traverse, via la vanne 24, puis le dispositif 21 jouant le rôle de condenseur (c'est-à-dire qu’il dégage des calories vers l'extérieur), ensuite le détendeur 22, puis l'échangeur 23 jouant le rôle d'évaporateur permettant ainsi le refroidissement du flux d'air destiné à être pulsé à l'intérieur de l'habitacle du véhicule automobile.
En mode pompe à chaleur, c’est-à-dire lorsque la batterie a besoin d’être chauffée, lors du démarrage par exemple, le sens d'écoulement du fluide frigorigène est inversé par l'intermédiaire de la vanne 24. L'échangeur de chaleur 23 joue le rôle de condenseur, tandis que le dispositif 21 joue le rôle d'évaporateur. L'échangeur de chaleur 23 permet alors de réchauffer le flux d'air destiné à l'habitacle du véhicule automobile.
Les échangeurs du circuit de refroidissement peuvent être activés à l'aide des vannes suivant les besoins du moteur thermique (chauffage de l'air entrant dans le moteur ou valorisation d'énergie produite par ce moteur).
Par ailleurs, le circuit de compression de vapeur peut comporter différentes branches dotées d’échangeurs de chaleur distincts, le fluide frigorigène circulant ou non dans ces branches, selon le mode de fonctionnement. Optionnellement, alternativement ou en complément, le circuit de compression de vapeur peut comporter des moyens de changement du sens de circulation du fluide frigorigène, comprenant par exemple une ou plusieurs vannes à trois voies ou à quatre voies.
La figure 4 illustre un circuit selon un autre mode de réalisation de l’invention. Le circuit 30 comprend deux boucles de circulation du fluide de transfert de chaleur 32 et 36, une boucle 32 dans laquelle circule de l’air et une boucle 36 dans laquelle circule un fluide frigorigène. La boucle 32 comporte un dispositif selon l’invention 31 encapsulant une batterie et un échangeur de chaleur 33 du type air/fluide. Cette boucle 32 comporte un flux d’air permettant de réchauffer ou bien de refroidir la batterie. Un ventilateur peut être incorporer dans cette boucle afin d’y faire circuler l’air. L’échangeur de chaleur 33 fait également partie de la boucle 36, qui comporte un compresseur 34, un échangeur de chaleur 35 et un détendeur 37. L’échangeur 35 pouvant être relié à l’habitacle du véhicule ou bien au moteur thermique pour le cas particulier d’un véhicule hybride.

Claims (15)

  1. Dispositif destiné à être utilisé dans un circuit de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant :
    -une enveloppe externe constituée d’une composition comprenant :
    -- de 20 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui ne présentent pas de propriétés de conduction thermique
    --le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide et
    - une enveloppe interne disposée en regard de la batterie et destinée à être en contact avec un fluide réfrigérant constituée d’une composition comprenant :
    -- de 5 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort,
    -- de 10 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un composant thermiquement conducteur, lorsque les fibres de renfort utilisées ne sont pas thermiquement conductrices,
    -- au moins un agent ignifugeant, et
    -- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide choisi parmi les polyamides semi-aromatiques et les polyamides constitués de motifs présentant un nombre moyen d' atomes de carbone par atome d' azote allant de 7 à 10 , avantageusement de 7,5 à 9,5
    - une entrée de fluide de transfert de chaleur ; et
    - une sortie de fluide de transfert de chaleur,
    le dispositif délimitant un volume de refroidissement et/ou de chauffage de la batterie.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’enveloppe externe comprend une matrice polyamide comprenant au moins un polyamide choisi parmi les polyamides semi-aromatiques et les polyamides constitués de motifs présentant un nombre moyen d' atomes de carbone par atome d' azote allant de 9 à 18.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l’enveloppe externe comprend une matrice polyamide comprenant au moins un polyamide choisi parmi le PA612, PA1010, PA10T, PA10T/1010, PA11, PA12, PA11/10T, PA12/10T, PA 1012, PA 618, PA 12T, PA 1010/1012, PA BACT/6T, PA BACT/10T, PA BACT/12T, PA MPMDT/6T, PA MPMDT/10T, PA MPMDT/12T, PA MXDT/6T, PA MXDT/10T, PA MXDT/12T, PA11/BACT/6T, PA 11/BACT/10T, PA 11/BACT/12T, PA 11/MPMDT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/MPMDT/12T, PA 11/MXDT/6T, PA 11/MXDT/10T, PA 11/MXDT/12T,et leur mélange, de préférence choisi parmi le PA12, PA 11, PA 10.10, PA 10.12 et le PA11/10.T.
  4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’enveloppe interne comprend une matrice polyamide comprenant au moins un polyamide choisi parmi le PA610, PA410, PA412, PA612, PA1010, PA6T, PA6I, PA9T, PA10T, PA6T/6I, PA6T/10T, PA6T/1010, PA10T/1010, et leur mélange.
  5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres de renfort ne présentant pas de propriétés de conduction thermique présentes dans la composition constituant l’enveloppe externe sont choisies parmi les fibres de verre, les fibres de basalte, les fibres d’aramide.
  6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que caractérisé en ce que les fibres de renfort présentant des propriétés de conduction thermique présentes dans la composition constituant l’enveloppe interne sont choisies parmi le carbone, les fibres de carbone, le noir de carbone, les nanotubes de carbone, le graphite expansé, le nitrure d’aluminium et le nitrure de bore.
  7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport de la conductivité thermique (λ) de l’enveloppe interne sur la conductivité thermique (λ) de l’enveloppe externe est au moins supérieure à 1,5
  8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’agent ignifugeant présent dans les compositions constituant les enveloppes interne et externe est choisi un sel métallique choisi parmi un sel métallique de l’acide phosphinique, un sel métallique de l’acide diphosphinique, un polymère contenant au moins un sel métallique de l’acide phosphinique, un polymère contenant au moins un sel métallique de l’acide diphosphinique, du phosphore rouge, un oxyde d’antimoine, un oxyde de zinc, un oxyde de fer, un oxyde de magnésium, des borates métalliques, tels que un borate de zinc, des pyrophosphates de mélamine, des cyanurates de mélamine, des agents anti-goutte de nature siliconée ou fluorée, et leur mélange.
  9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsque la batterie (2) comporte une pluralité de packs (10, 11, 12) de cellules adjacents, alors l’enveloppe interne (8) encapsule l’ensemble des cellules par complémentarité de forme.
  10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’enveloppe interne (8) et/ou l’enveloppe externe (7) est (sont) revêtue(s) en interne et/ou en externe d’une couche possédant une faible perméabilité à l’eau.
  11. Utilisation du dispositif tel que défini à l’une quelconque des revendications 1 à 10, pour le refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule automobile électrique ou hybride avec un fluide frigorigène choisi parmi les composés hydrocarbures, hydrofluorocarbures, éthers, hydrofluoroéthers, halogénocarbures, CO2, NH3, SO2 et fluorooléfines.
  12. Utilisation selon la revendication 11, caractérisée en ce que le fluide frigorigène est choisi parmi CO2, les halogénoalcanes, les halogénoalcènes, les fluoropropènes, les fluoropropanes et les fluoroéthanes ; de préférence parmi le 1,3,3,3-tétrafluoropropène, le 2,3,3,3-tétrafluoropropène, le 1,2,3,3,3-pentafluoropropène, le 1,1,3,3-tétrafluoropropène, le 3,3,3-trifluoropropène, le 2,3,3-trifluoropropène, le 1,1,1,2-tétrafluoroéthane, le 1,1,2,2-tétrafluoroéthane, le pentafluoroéthane, le difluorométhane, le 1,1-difluoroéthane, le 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane, le 1,1,1-trifluoropropane, le 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, le 1,1,1,3,3-pentafluoropropane, le 1,1,1,3,3-pentafluorobutane, le 1,1,1,4,4,4-hexafluorobut-2-ène, le trifluoroiodométhane, 1-chloro-3,3,3-trifluoropropène, le 1-chloro-2,3,3,3-tétrafluoropropène, 1-chloro-2,3,3,3-tétrafluoropropène, et leurs mélanges.
  13. Utilisation selon la revendication 12, caractérisée en ce que le fluide frigorigène est choisi que le fluide de transfert de chaleur est un fluide frigorigène choisi parmi le 1,3,3,3-tétrafluoropropène (1234ze), le 2,3,3,3-tétrafluoropropène (1234yf), le difluorométhane, le 1-chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233zd), le 1-chloro-2,3,3,3-tétrafluoropropène (HCFO-1224yd), le 1,1,1,4,4,4-hexafluorobut-2-ène (HFO-1336mzz),en particulier le fluide de transfert de chaleur est le 2,3,3,3-tétrafluoropropène (1234yf), ou le difluorométhane, seul ou en mélange.
  14. Utilisation selon l’une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisée en ce que le fluide frigorigène contient un lubrifiant, de préférence choisi parmi les huiles minérales, les huiles de silicone, les paraffines d’origine naturelle, les naphtènes, les paraffines synthétiques, les alkylbenzènes, les poly-alpha oléfines, les polyalkylène glycols, les polyol esters et/ou les polyvinyléthers ; le lubrifiant étant de manière plus particulièrement préférée un polyalkylène glycol ou un polyol ester.
  15. Circuit de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant une boucle principale de circulation d’un fluide de transfert de chaleur pourvue de moyens destinés à la circulation du fluide de transfert de chaleur dans la boucle principale, caractérisé en ce que la boucle principale est raccordée à une pompe à chaleur réversible et à un dispositif de refroidissement et/ou chauffage tel que défini à l’une quelconque des revendications 1 à 10.
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US17/613,977 US20220223935A1 (en) 2019-05-29 2020-05-29 Device for cooling and/or heating an electric vehicle battery
CN202080039305.7A CN113906103A (zh) 2019-05-29 2020-05-29 用于冷却和/或加热电动车电池组的装置
KR1020217042109A KR20220012907A (ko) 2019-05-29 2020-05-29 전기 차량 배터리를 냉각 및/또는 가열하기 위한 디바이스
JP2021570147A JP2022534487A (ja) 2019-05-29 2020-05-29 電気自動車バッテリーを冷却および／または加熱するためのデバイス

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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2705227A (en) 1954-03-15 1955-03-29 Du Pont Heat stabilization of polyamides
FR2273021A1 (fr) 1974-05-31 1975-12-26 Ato Chimie
EP0342066A1 (fr) 1988-03-24 1989-11-15 Elf Atochem S.A. Copolymère greffé à base d'alpha-mono-oléfine, son procédé de fabrication, son application à la fabrication d'alliages thermoplastiques, alliages thermoplastiques obtenus
US20080274355A1 (en) 2007-05-03 2008-11-06 Ems-Patent Ag Semiaromatic polyamide molding compositions and their use
WO2019068599A1 (fr) * 2017-10-02 2019-04-11 Arkema France Coffre a batterie
WO2019101716A1 (fr) * 2017-11-24 2019-05-31 Arkema France Dispositif de refroidissement et/ou chauffage d'une batterie de vehicule automobile electrique ou hybride

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10011452A1 (de) * 2000-03-10 2001-09-13 Bayer Ag Hydrolyseresistente PA66-Formmassen für GIT
DE102009047695A1 (de) * 2009-12-09 2011-06-16 Robert Bosch Gmbh Steuerbar wärmeisolierendes Gehäuse und Verfahren zur Steuerung hierfür
BR112014007243B1 (pt) * 2011-09-27 2022-04-19 Basf Se Composição, componentes e dispositivo de iluminação
CN208862131U (zh) * 2018-10-30 2019-05-14 青岛海洋地质研究所 一种无人测量平台的电池包热管理系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2705227A (en) 1954-03-15 1955-03-29 Du Pont Heat stabilization of polyamides
FR2273021A1 (fr) 1974-05-31 1975-12-26 Ato Chimie
EP0342066A1 (fr) 1988-03-24 1989-11-15 Elf Atochem S.A. Copolymère greffé à base d'alpha-mono-oléfine, son procédé de fabrication, son application à la fabrication d'alliages thermoplastiques, alliages thermoplastiques obtenus
US20080274355A1 (en) 2007-05-03 2008-11-06 Ems-Patent Ag Semiaromatic polyamide molding compositions and their use
WO2019068599A1 (fr) * 2017-10-02 2019-04-11 Arkema France Coffre a batterie
WO2019101716A1 (fr) * 2017-11-24 2019-05-31 Arkema France Dispositif de refroidissement et/ou chauffage d'une batterie de vehicule automobile electrique ou hybride

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Encyclopaedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer", 1992, pages: 386 - 405
CHEMICAL ABSTRACTS, Columbus, Ohio, US; abstract no. 225789-38-8

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