FR3131709A1 - Thermal regulation device - Google Patents
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Abstract
Dispositif de régulation thermique, et dispositif de charge comprenant un dispositif de régulation thermique L’invention concerne un dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement, de deux éléments, notamment des composants électriques, susceptibles de dégager de la chaleur lors de leur fonctionnement, ledit dispositif comprenant une première plaque (3) et une deuxième plaque (4), et en outre une troisième plaque (5) assemblée entre la première et la deuxième plaque afin de former ensemble de part et d’autres de ladite troisième plaque (5) une pluralité de canaux entre lesdites première et deuxième plaques, lesdits canaux étant configurés pour être traversé par un fluide, notamment un fluide réfrigérant, le dispositif étant caractérisé en ce qu’un premier sous-groupe de canaux de la pluralité de canaux partage une surface plus importante avec la première plaque (3) que la surface partagée entre un second sous-groupe de canaux de la pluralité de canaux et la deuxième plaque. Figure pour l’abrégé : Fig. 5The invention relates to a thermal regulation device, in particular for cooling, of two elements, in particular electrical components, capable of releasing heat during their operation, said device comprising a first plate (3) and a second plate (4), and furthermore a third plate (5) assembled between the first and the second plate in order to form together on either side of said third plate (5) a plurality of channels between said first and second plates, said channels being configured to be traversed by a fluid, in particular a refrigerant fluid, the device being characterized in that a first subgroup of channels of the plurality of channels shares a surface larger with the first plate (3) than the area shared between a second channel subgroup of the plurality of channels and the second plate. Figure for the abstract: Fig. 5
Description
La présente invention concerne un dispositif de régulation thermique, notamment dans le domaine automobile. L’invention concerne également un véhicule et un système de charge comprenant un tel dispositif.The present invention relates to a thermal regulation device, particularly in the automotive field. The invention also relates to a vehicle and a charging system comprising such a device.
Les composants susceptibles d’être concernés par la présente invention peuvent être des éléments de stockage d’énergie électrique, notamment des éléments de batteries, ou d’électronique de puissance, par exemple de façon non limitative des semi-conducteurs, tels que des diodes ou transistors. Il pourrait s’agir aussi de composants de serveurs informatiques.The components likely to be concerned by the present invention may be electrical energy storage elements, in particular battery elements, or power electronics elements, for example without limitation semiconductors, such as diodes. or transistors. It could also be computer server components.
L’invention trouve une application avantageuse dans le domaine des dispositifs de régulation thermique d’un dispositif ou module d’électronique de puissance, c’est-à-dire comportant des composants électroniques de puissance.The invention finds an advantageous application in the field of thermal regulation devices of a power electronics device or module, that is to say comprising power electronic components.
Le chargement d’un véhicule électrique ou hybride requiert traditionnellement de brancher le véhicule à une station de recharge en utilisant une connexion par câble. Néanmoins, certaines charges inductives existent et ont l'avantage d'éviter cette connexion.Charging an electric or hybrid vehicle traditionally requires plugging the vehicle into a charging station using a cable connection. However, certain inductive loads exist and have the advantage of avoiding this connection.
Pour une charge par induction, il est nécessaire que le véhicule comprenne une bobine secondaire chargée de recevoir l’énergie issue de la bobine primaire.For charging by induction, it is necessary for the vehicle to include a secondary coil responsible for receiving the energy from the primary coil.
Pour être chargée efficacement, une cellule de batterie doit être maintenue à la bonne température ou au moins dans la bonne plage de température. De cette façon, la résistance électrique interne est idéale, ce qui permet de réduire le temps de charge ainsi que les pertes thermiques.To be charged effectively, a battery cell must be kept at the correct temperature or at least within the correct temperature range. In this way, the internal electrical resistance is ideal, which reduces charging time as well as thermal losses.
En fonction des conditions atmosphériques, il peut aussi être intéressant de réchauffer les cellules de la batterie à la température requise. En effet, une température trop faible pourrait avoir pour effet une charge peu efficace, voire pourrait endommager les composants électroniques/électriques tels que des batteries si le courant est trop fort et la température des composants trop faible.Depending on atmospheric conditions, it may also be beneficial to warm the battery cells to the required temperature. Indeed, a temperature that is too low could result in inefficient charging, or could even damage electronic/electrical components such as batteries if the current is too high and the temperature of the components is too low.
L’invention trouve également une application avantageuse dans le domaine des dispositifs de régulation thermique d’un dispositif de stockage d’énergie électrique, tel qu’un ensemble de batteries ou pack batterie pour véhicule automobile à motorisation électrique et/ou hybride. L’énergie électrique des véhicules à motorisation électrique et/ou hybride est fournie par une ou plusieurs batteries. Durant leur fonctionnement, les éléments de stockage d’énergie électrique tels que les batteries, sont amenés à chauffer et risquent ainsi de s’endommager. En particulier, une technique de charge, dite de charge rapide, consiste à charger les éléments de stockage d’énergie sous une tension élevée et un ampérage élevé, en un temps réduit, notamment en un temps maximum d’une vingtaine de minutes. Cette charge rapide implique un échauffement important des éléments de stockage d’énergie électrique qu’il convient de traiter.The invention also finds an advantageous application in the field of thermal regulation devices of an electrical energy storage device, such as a set of batteries or battery pack for a motor vehicle with an electric and/or hybrid engine. The electrical energy of vehicles with electric and/or hybrid engines is provided by one or more batteries. During their operation, electrical energy storage elements such as batteries heat up and thus risk being damaged. In particular, a charging technique, called rapid charging, consists of charging the energy storage elements under high voltage and high amperage, in a short time, in particular in a maximum time of around twenty minutes. This rapid charging involves significant heating of the electrical energy storage elements which must be treated.
Dans le domaine des véhicules automobiles, il est connu d’utiliser un dispositif de régulation thermique, pour le refroidissement, de composants par exemple de stockage d’énergie électrique, tels que des batteries. Un tel dispositif de régulation thermique permet de modifier une température d’un dispositif de stockage d’énergie électrique, par exemple lors d’un démarrage du véhicule par temps chaud, en augmentant sa température par exemple, ou que ce soit en cours de roulage ou lors d’une opération de recharge dudit système, en diminuant la température des éléments de batterie, qui tendent à s’échauffer au cours de leur utilisation.In the field of motor vehicles, it is known to use a thermal regulation device, for cooling, components for example electrical energy storage, such as batteries. Such a thermal regulation device makes it possible to modify a temperature of an electrical energy storage device, for example when starting the vehicle in hot weather, by increasing its temperature for example, or whether while driving. or during a recharging operation of said system, by reducing the temperature of the battery cells, which tend to heat up during their use.
Selon une solution connue, le dispositif de régulation thermique comporte une plaque froide à l’intérieur de laquelle circule un fluide de refroidissement, et agencée en contact avec les composants à refroidir. Il est aussi connu de refroidir la bobine secondaire dans le cas d’une charge par induction. Les solutions proposées pour refroidir ces deux éléments sont souvent complexes, lourdes et couteuses à produire, à utiliser et à réparer.According to a known solution, the thermal regulation device comprises a cold plate inside which a cooling fluid circulates, and arranged in contact with the components to be cooled. It is also known to cool the secondary coil in the case of induction charging. The solutions proposed to cool these two elements are often complex, heavy and expensive to produce, use and repair.
La présente invention a pour objectif de pallier au moins partiellement un ou plusieurs des inconvénients précités en proposant un moyen de réchauffer les éléments de la batterie d'un véhicule électrique pendant une charge inductive.The present invention aims to at least partially overcome one or more of the aforementioned drawbacks by proposing a means of heating the elements of the battery of an electric vehicle during inductive charging.
L’invention propose différents modes de réalisation pour refroidir des composants électroniques tels que des cellules pendant la charge.The invention provides various embodiments for cooling electronic components such as cells during charging.
À cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement, de deux éléments, notamment des composants électriques, susceptibles de dégager de la chaleur lors de leur fonctionnement,
ledit dispositif comprenant une première plaque et une deuxième plaque, et en outre une troisième plaque assemblée entre la première et la deuxième plaque afin de former ensemble de part et d’autres de ladite troisième plaque une pluralité de canaux entre lesdites première et deuxième plaques, lesdits canaux étant configurés pour être traversé par un fluide (caloporteur), notamment un fluide réfrigérant, notamment un fluide choisi parmi les fluides réfrigérants suivants R134a, R1234yf ou R744,
le dispositif étant caractérisé en ce qu ’un premier sous-groupe de canaux de la pluralité de canaux partage une surface plus importante avec la première plaque que la surface partagée entre un second sous-groupe de canaux de la pluralité de canaux et la deuxième plaque, et en ce que la première plaque est destinée à être en contact avec un premier élément à réguler thermiquement, la deuxième plaque étant destinée à être en contact avec un second élément à réguler thermiquement différent du premier élément.To this end, the subject of the invention is a device for thermal regulation, in particular cooling, of two elements, in particular electrical components, capable of releasing heat during their operation,
said device comprising a first plate and a second plate, and furthermore a third plate assembled between the first and the second plate in order to form together on either side of said third plate a plurality of channels between said first and second plates, said channels being configured to be crossed by a fluid (heat transfer), in particular a refrigerant fluid, in particular a fluid chosen from the following refrigerant fluids R134a, R1234yf or R744,
the device being characterized in that a first subgroup of channels of the plurality of channels shares a larger surface area with the first plate than the surface shared between a second subgroup of channels of the plurality of channels and the second plate , and in that the first plate is intended to be in contact with a first element to be thermally regulated, the second plate being intended to be in contact with a second element to be thermally regulated different from the first element.
Le dispositif peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes décrites ci-après, prises séparément ou en combinaison.The device may also include one or more of the following characteristics described below, taken separately or in combination.
Un premier sous-groupe de canaux de la pluralité de canaux est formé entre une face de la troisième plaque et la première plaque et un second sous-groupe de canaux de la pluralité de canaux est formé entre une face de la troisième plaque et la deuxième plaque.A first subgroup of channels of the plurality of channels is formed between a face of the third plate and the first plate and a second subgroup of channels of the plurality of channels is formed between a face of the third plate and the second plate.
le dispositif comprend un premier élément, notamment un premier isolant , sur au moins l’une des premières, deuxième et/ou troisième plaque, de façon à réduire les échanges thermiques entre un sous-groupe et une des plaques ou un des éléments à réguler thermiquement.the device comprises a first element, in particular a first insulator, on at least one of the first, second and/or third plates, so as to reduce the thermal exchanges between a subgroup and one of the plates or one of the elements to be regulated thermally.
Le premier élément, notamment un premier isolant, est situé entre le premier sous-groupe de canaux de la pluralité de canaux et l’une des plaques, le premier élément étant configuré pour réduire les échanges thermiques entre ledit premier sous-groupe et ladite plaque.The first element, in particular a first insulator, is located between the first subgroup of channels of the plurality of channels and one of the plates, the first element being configured to reduce the thermal exchanges between said first subgroup and said plate .
Le dispositif comprend un second élément, notamment un second isolant entre un deuxième sous-groupe de canaux de la pluralité de canaux et l’une des plaques, le second élément étant configuré pour réduire les échanges thermiques entre ledit second sous-groupe et ladite plaque, ladite plaque isolée par ce second élément, notamment un second isolant, étant différente de la première plaque isolée du premier sous-groupe.The device comprises a second element, in particular a second insulator between a second subgroup of channels of the plurality of channels and one of the plates, the second element being configured to reduce the thermal exchanges between said second subgroup and said plate , said plate insulated by this second element, in particular a second insulator, being different from the first plate insulated from the first subgroup.
Le premier isolant et le second isolant forment une seule même pièce.The first insulator and the second insulator form a single piece.
La pluralité de canaux comprend un tronçon de retournement, notamment en U, le premier sous-groupe de canaux étant lié à un conduit d’entrée du fluide caloporteur et au tronçon de retournement, le second sous-groupe étant relié au tronçon de retournement et à un conduit de sortie du fluide caloporteur.The plurality of channels comprises a turning section, in particular U-shaped, the first subgroup of channels being linked to a heat transfer fluid inlet conduit and to the turning section, the second subgroup being connected to the turning section and to a heat transfer fluid outlet conduit.
Le premier sous-groupe de canaux et le second sous-groupe de canaux sont formées à partir d’un nœud situé en amont dans le sens de circulation du fluide caloporteur.The first subgroup of channels and the second subgroup of channels are formed from a node located upstream in the direction of circulation of the heat transfer fluid.
Le dispositif ne comprend que deux sous-groupe de canaux, dits sous-groupes inférieur et supérieur.The device only includes two subgroups of channels, called lower and upper subgroups.
Le dispositif comprend une valve, notamment au niveau dudit nœud, la valve étant configuré pour pouvoir ouvrir ou bloquer les canaux d’un des sous-groupe de canaux du dispositif.The device comprises a valve, in particular at said node, the valve being configured to be able to open or block the channels of one of the subgroups of channels of the device.
Le dispositif comprend en outre un contrôleur de valve.The device further includes a valve controller.
Le ratio de surface entre le premier groupe et le second groupe de la pluralité de canaux partagées avec leur plaque respective est de 3 :1The area ratio between the first group and the second group of the plurality of channels shared with their respective plate is 3:1
La surface des canaux en contact thermique avec la première plaque (ET/OU isolés de la deuxième plaque) représente entre 51% et 90%, de préférence entre 60 et 80% encore préférentiellement 75% de la surface totale de la pluralité des canaux en contact avec les plaques.The surface of the channels in thermal contact with the first plate (AND/OR isolated from the second plate) represents between 51% and 90%, preferably between 60 and 80%, more preferably 75% of the total surface of the plurality of channels in contact with the plates.
La troisième plaque est une plaque en aluminium emboutie formant les canaux de part et d’autres de celle-ci.The third plate is a stamped aluminum plate forming the channels on either side of it.
Les plaques sont assemblées entre elles par brasage ou collage.The plates are assembled together by brazing or gluing.
La troisième plaque est une plaque en aluminium emboutie formant les canaux de part et d’autres de celle-ci, la troisième plaque comprenant en outre un isolant sur au moins l’une de ses faces formant un sous-groupe de canaux.The third plate is a stamped aluminum plate forming the channels on either side of it, the third plate further comprising an insulator on at least one of its faces forming a subgroup of channels.
L’isolant est un revêtement isolant ou réalisé par anodisation dure (croissance d'un film Al2O3 par procédé électrochimique) et l’assemblage est réalisé par collage.The insulator is an insulating coating or made by hard anodization (growth of an Al2O3 film by electrochemical process) and the assembly is carried out by bonding.
La troisième plaque est réalisée dans une matière présentant un coefficient d’échange thermique plus bas que la première et la deuxième plaque, et est de préférence formée en matière plastique ou composite.The third plate is made of a material having a lower heat exchange coefficient than the first and second plates, and is preferably formed of plastic or composite material.
Les trois plaques sont réalisées en matière plastique, par exemple de différentes épaisseurs.The three plates are made of plastic, for example of different thicknesses.
De préférence, la matière plastique est formée de matériaux composites constitués d'une matrice et de particules de renfort.Preferably, the plastic material is formed from composite materials consisting of a matrix and reinforcing particles.
La matrice est de préférence composée d’au moins un parmi la résine époxydique (EP) / vinylester / Phénoliques (EP) / Polyimides / Polypropylène / Polyamide (PA) / Polyetherimide (PEI) / Polysulfure de phénylène (PPS) ou Poly(éther-éther-cétone de phénylène (PEEK), ou un mélange de ceux-ci, préférentiellement le Polyamide (PA).The matrix is preferably composed of at least one of epoxy resin (EP) / vinyl ester / Phenolics (EP) / Polyimides / Polypropylene / Polyamide (PA) / Polyetherimide (PEI) / Polyphenylene sulfide (PPS) or Poly(ether -phenylene ether ketone (PEEK), or a mixture thereof, preferably Polyamide (PA).
Les particules de renfort sont de préférence composées d’au moins un parmi la fibre de verre (GF) / fibre de carbone / fibre naturelles type chanvre ou lin / fibres d'aramide, ou un mélange de ceux-ci, préférentiellement la fibre de verre (GF).The reinforcing particles are preferably composed of at least one of glass fiber (GF) / carbon fiber / natural fiber such as hemp or flax / aramid fibers, or a mixture of these, preferably fiber glass (GF).
Dans certains modes de réalisation, au moins une des plaques est formée d’un organosheet, de préférence composé de polyamide (PA) et de fibres de verre (GF), PA-GF tel que le TECAMID PA66GF30 par exemple.In certain embodiments, at least one of the plates is formed of an organosheet, preferably composed of polyamide (PA) and glass fibers (GF), PA-GF such as TECAMID PA66GF30 for example.
L’assemblage est réalisé par collage ou injection.The assembly is carried out by gluing or injection.
La présente invention concerne aussi un système comprenant un composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment un module de stockage d’énergie électrique tel qu’une batterie, et un dispositif de régulation tel que décrit précédemment, agencé pour réguler thermiquement le composant, ce composant ou batterie étant en contact thermique avec la première plaque, notamment dite plaque supérieure, du dispositif de régulation.The present invention also relates to a system comprising an electrical component capable of releasing heat during its operation, in particular an electrical energy storage module such as a battery, and a regulation device as described above, arranged to regulate thermally the component, this component or battery being in thermal contact with the first plate, in particular called the upper plate, of the regulation device.
Selon une particularité, le système comprend en outre un second composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment au moins une partie d’un chargeur par induction, ce composant étant en contact thermique avec la deuxième plaque, notamment dite plaque inférieure, du dispositif de régulation.According to a particular feature, the system further comprises a second electrical component capable of releasing heat during its operation, in particular at least part of an induction charger, this component being in thermal contact with the second plate, in particular said plate lower, of the regulating device.
DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURESDETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :Other advantages and characteristics of the invention will appear more clearly on reading the following description given by way of illustrative and non-limiting example, and the appended drawings among which:
La
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Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.In these figures, identical elements bear the same reference numbers.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent uniquement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.The following achievements are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference relates to the same embodiment, or that the characteristics apply only to a single embodiment. Simple features of different embodiments may also be combined or interchanged to provide other embodiments.
Dans la description, on peut indexer certains éléments, par exemple premier élément ou deuxième élément. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente invention. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps.In the description, we can index certain elements, for example first element or second element. In this case, it is a simple indexing to differentiate and name close but not identical elements. This indexing does not imply a priority of one element over another and such denominations can easily be interchanged without departing from the scope of the present invention. This indexing does not imply an order in time either.
Dans la présente invention, un module peut être une cellule de stockage d’énergie. En variante, un module peut comprendre plusieurs cellules de stockage d’énergie. Un module peut encore être défini comme un contenant ou boîtier comprenant un ou plusieurs composants électroniques et/ou électriques.In the present invention, a module may be an energy storage cell. Alternatively, a module may include several energy storage cells. A module can also be defined as a container or housing comprising one or more electronic and/or electrical components.
La présente invention concerne ainsi un dispositif de régulation thermique (1), notamment de refroidissement, de deux éléments, notamment des composants électriques, susceptibles de dégager de la chaleur lors de leur fonctionnement, ledit dispositif comprenant une première plaque (3) et une deuxième plaque (4), et en outre une troisième plaque (5) assemblée entre la première et la deuxième plaque (4) afin de former ensemble de part et d’autre de ladite troisième plaque (5) une pluralité de canaux (6) entre lesdites première et deuxième plaques, lesdits canaux (6) étant configurés pour être traversé par un fluide (caloporteur), notamment un fluide réfrigérant, notamment un fluide choisi parmi les fluides réfrigérants suivants R134a, R1234yf ou R744, dans lequel la première plaque (3) est destinée à être en contact avec un premier élément à réguler thermiquement, la deuxième plaque (4) étant destinée à être en contact avec un second élément à réguler thermiquement différent du premier élément.The present invention thus relates to a device for thermal regulation (1), in particular for cooling, of two elements, in particular electrical components, capable of releasing heat during their operation, said device comprising a first plate (3) and a second plate (4), and in addition a third plate (5) assembled between the first and the second plate (4) in order to form together on either side of said third plate (5) a plurality of channels (6) between said first and second plates, said channels (6) being configured to be crossed by a fluid (heat transfer), in particular a refrigerant fluid, in particular a fluid chosen from the following refrigerant fluids R134a, R1234yf or R744, in which the first plate (3 ) is intended to be in contact with a first element to be thermally regulated, the second plate (4) being intended to be in contact with a second element to be thermally regulated different from the first element.
Dans certains modes de réalisation, un premier sous-groupe de canaux (61) de la pluralité de canaux (6) partage une surface plus importante avec la première plaque (3) et/ou la troisième plaque (5) que la surface partagée entre un second sous-groupe de canaux (62) de la pluralité de canaux (6) et la deuxième plaque (4) et/ou la troisième plaque (5),In some embodiments, a first subgroup of channels (61) of the plurality of channels (6) shares a larger surface area with the first plate (3) and/or the third plate (5) than the surface area shared between a second subgroup of channels (62) of the plurality of channels (6) and the second plate (4) and/or the third plate (5),
Cela permet avantageusement un même niveau de température mais puissance de refroidissement différente des deux côtés.This advantageously allows the same temperature level but different cooling power on both sides.
La
L'invention consiste ainsi en une plaque de refroidissement multi-face avec une face appliquée à un élément tel qu’un chargeur inductif et une autre face appliquée au module électronique tel qu’une cellule/module ou pack batterie afin d'assurer la gestion thermique des deux composants.The invention thus consists of a multi-sided cooling plate with one face applied to an element such as an inductive charger and another face applied to the electronic module such as a cell/module or battery pack in order to ensure management thermal of the two components.
Avantageusement, la présence de canaux (6) sont asymétriques permet de gérer les différents besoins en terme de source de chaleur, et de maximiser la récupération de chaleur de la part de la batterie (plus de charge thermique) que pour le chargeur inductif.Advantageously, the presence of asymmetrical channels (6) makes it possible to manage the different needs in terms of heat source, and to maximize heat recovery from the battery (more thermal load) than for the inductive charger.
Le fluide de refroidissement passant à l'intérieur des canaux 6 peut être monophasique (eau/EG) ou diphasique (réfrigérant R134a ou R1234yf).The cooling fluid passing inside channels 6 can be single-phase (water/EG) or two-phase (refrigerant R134a or R1234yf).
Avantageusement, comme la température du chargeur inductif est généralement plus élevée (par exemple environ 60°C), il est possible, avec la même température du liquide de refroidissement (par exemple environ 20°C), libérer plus de puissance que du côté de la batterie où la température de la batterie est par exemple d'environ 30°C.Advantageously, as the temperature of the inductive charger is generally higher (for example around 60°C), it is possible, with the same temperature of the cooling liquid (for example around 20°C), to release more power than on the side of the battery where the temperature of the battery is for example around 30°C.
Dans cet exemple nullement limitatif, l'écart entre la température du liquide de refroidissement et la température du chargeur inductif est de 60-20, soit 40°C, tandis que l'écart entre la température du liquide de refroidissement et la température de la batterie est de 30-20, soit 10°C. Dans ce cas, il est donc intéressant de prévoir un canal asymétrique pour maximiser la surface du côté de la batterie car la température est plus basse.In this non-limiting example, the difference between the temperature of the coolant and the temperature of the inductive charger is 60-20, or 40°C, while the difference between the temperature of the coolant and the temperature of the battery is 30-20, or 10°C. In this case, it is therefore interesting to provide an asymmetrical channel to maximize the surface area on the battery side because the temperature is lower.
La
Avantageusement, cela présente un grand intérêt quand un fort écart de température est présent entre les deux éléments à réguler thermiquement, pour ne pas dégrader trop les performances de refroidissement de l’élément à refroidir le plus froid.Advantageously, this is of great interest when a large temperature difference is present between the two elements to be thermally regulated, so as not to degrade too much the cooling performance of the colder element to be cooled.
Ainsi, dans certains modes de réalisation, la température maximale à réguler de la batterie est comprise entre 30 et 60°C.Thus, in certain embodiments, the maximum battery temperature to be regulated is between 30 and 60°C.
Dans certains modes de réalisation, la température maximale à réguler de la bobine d’induction est comprise entre 60 et 80°C.In certain embodiments, the maximum temperature to be regulated of the induction coil is between 60 and 80°C.
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Ainsi, dans certains modes de réalisation, la troisième plaque (5) comprend en outre un isolant sur au moins l’une de ses faces formant un sous-groupe de canaux.Thus, in certain embodiments, the third plate (5) further comprises an insulator on at least one of its faces forming a subgroup of channels.
Dans certains modes de réalisation, le revêtement isolant ou réalisé par anodisation dure (croissance d'un film Al2O3 par procédé électrochimique).In certain embodiments, the insulating coating or produced by hard anodization (growth of an Al2O3 film by electrochemical process).
Dans certains modes de réalisation, L’assemblage peut être réalisé par collage. Dans d’autres modes de réalisation, l’assemblage est réalisé par brasage.In certain embodiments, the assembly can be carried out by gluing. In other embodiments, the assembly is carried out by brazing.
Dans certains modes de réalisation, la troisième plaque (5) est réalisée dans une matière présentant un coefficient d’échange thermique plus bas que la première et la deuxième plaque (4), et est de préférence formée en matière plastique ou composite.In certain embodiments, the third plate (5) is made of a material having a lower heat exchange coefficient than the first and second plates (4), and is preferably formed of plastic or composite material.
Dans certains modes de réalisation, les trois plaques sont réalisées en matière plastique, de préférence de différentes épaisseurs.In certain embodiments, the three plates are made of plastic material, preferably of different thicknesses.
De préférence, la matière plastique est formée de matériaux composites constitués d'une matrice et de particules de renfort.Preferably, the plastic material is formed from composite materials consisting of a matrix and reinforcing particles.
La matrice est de préférence composée d’au moins un parmi la résine époxydique (EP) / vinylester / Phénoliques (EP) / Polyimides / Polypropylène / Polyamide (PA) / Polyetherimide (PEI) / Polysulfure de phénylène (PPS) ou Poly(éther-éther-cétone de phénylène (PEEK), ou un mélange de ceux-ci, préférentiellement le Polyamide (PA).The matrix is preferably composed of at least one of epoxy resin (EP) / vinyl ester / Phenolics (EP) / Polyimides / Polypropylene / Polyamide (PA) / Polyetherimide (PEI) / Polyphenylene sulfide (PPS) or Poly(ether -phenylene ether ketone (PEEK), or a mixture thereof, preferably Polyamide (PA).
Les particules de renfort sont de préférence composées d’au moins un parmi la fibre de verre (GF) / fibre de carbone / fibre naturelles type chanvre ou lin / fibres d'aramide, ou un mélange de ceux-ci, préférentiellement la fibre de verre (GF).The reinforcing particles are preferably composed of at least one of glass fiber (GF) / carbon fiber / natural fiber such as hemp or flax / aramid fibers, or a mixture of these, preferably fiber glass (GF).
Dans certains modes de réalisation, au moins une des plaques est formée d’un « organosheet », de préférence composé de polyamide (PA) et de fibres de verre (GF), PA-GF tel que le TECAMID PA66GF30 par exemple.In certain embodiments, at least one of the plates is formed of an “organosheet”, preferably composed of polyamide (PA) and glass fibers (GF), PA-GF such as TECAMID PA66GF30 for example.
Cela permet avantageusement une forte réduction de l’émission de CO2, car le procédé de fabrication est plus simple, il n’y a notamment pas de brasage pour assembler les trois plaques entre elles. En outre, l’impact sur les performances thermiques peut être compensé par une hausse de débit.This advantageously allows a significant reduction in CO2 emissions, because the manufacturing process is simpler, in particular there is no brazing to assemble the three plates together. In addition, the impact on thermal performance can be offset by an increase in flow rate.
Dans certains modes de réalisation, la surface des canaux en contact avec la première plaque (3) est de 75% de la surface totale des canaux 6 en contact avec les plaques, la surface des canaux en contact avec la seconde plaque étant alors de 25%.In certain embodiments, the surface of the channels in contact with the first plate (3) is 75% of the total surface of the channels 6 in contact with the plates, the surface of the channels in contact with the second plate then being 25 %.
Dans certains modes de réalisation, cela se traduit par le premier sous-groupe de canaux 61 représentant 3/4 de la surface en contact avec la première plaque (3) pour la batterie, et le second sous-groupe de canaux 62 représentant 1/4 de la surface pour le chargeur inductif.In some embodiments, this results in the first subgroup of channels 61 representing 3/4 of the surface in contact with the first plate (3) for the battery, and the second subgroup of channels 62 representing 1/ 4 of the surface for the inductive charger.
Ceci peut bien sûr être adapté en fonction des spécifications du matériel et de la charge thermique de chacun. C'est un des avantages de ce type de plaque.This can of course be adapted depending on the hardware specifications and the thermal load of each person. This is one of the advantages of this type of plate.
Dans certains modes de réalisation, les canaux 6 de la plaque sont configurés pour permettre une circulation en 2 passes. Ainsi, le liquide de refroidissement refroidit d'abord un premier élément, par exemple la batterie, par l’intermédiaire d’un premier sous-groupe de canaux 61, puis passe grâce à un tronçon de retournement en U dans un second groupe de canaux 62 qui refroidissant la deuxième plaque 4 pour refroidir le chargeur inductif. De cette façon, nous maintenons un écart de température similaire malgré un gradient de température et un encombrement et un volume/débit de fluide limité.In certain embodiments, the channels 6 of the plate are configured to allow circulation in 2 passes. Thus, the cooling liquid first cools a first element, for example the battery, via a first subgroup of channels 61, then passes through a U-shaped turning section into a second group of channels 62 which cools the second plate 4 to cool the inductive charger. This way we maintain a similar temperature difference despite a temperature gradient and limited bulk and fluid volume/flow.
Claims (14)
ledit dispositif comprenant une première plaque (3) et une deuxième plaque (4), et en outre une troisième plaque (5) assemblée entre la première et la deuxième plaque (4) afin de former ensemble de part et d’autre de ladite troisième plaque (5) une pluralité de canaux (6) entre lesdites première et deuxième plaques, lesdits canaux (6) étant configurés pour être traversé par un fluide (caloporteur), notamment un fluide réfrigérant, notamment un fluide choisi parmi les fluides réfrigérants suivants R134a, R1234yf ou R744,
le dispositif étant caractérisé en ce qu’un premier sous-groupe de canaux (61) de la pluralité de canaux (6) partage une surface plus importante avec la première plaque (3) et/ou la troisième plaque (5) que la surface partagée entre un second sous-groupe de canaux (62) de la pluralité de canaux (6) et la deuxième plaque (4) et/ou la troisième plaque (5),
et en ce que la première plaque (3) est destinée à être en contact avec un premier élément à réguler thermiquement, la deuxième plaque (4) étant destinée à être en contact avec un second élément à réguler thermiquement différent du premier élément.Thermal regulation device (1), in particular for cooling, of two elements, in particular electrical components, likely to release heat during their operation,
said device comprising a first plate (3) and a second plate (4), and further a third plate (5) assembled between the first and the second plate (4) in order to form together on either side of said third plate (5) a plurality of channels (6) between said first and second plates, said channels (6) being configured to be crossed by a fluid (heat transfer), in particular a refrigerant fluid, in particular a fluid chosen from the following refrigerant fluids R134a , R1234yf or R744,
the device being characterized in that a first subgroup of channels (61) of the plurality of channels (6) shares a larger surface area with the first plate (3) and/or the third plate (5) than the surface shared between a second subgroup of channels (62) of the plurality of channels (6) and the second plate (4) and/or the third plate (5),
and in that the first plate (3) is intended to be in contact with a first element to be thermally regulated, the second plate (4) being intended to be in contact with a second element to be thermally regulated different from the first element.
Device according to one of the preceding claims, in which the surface of the channels in thermal contact with the first plate (3), and/or isolated from the second plate (4), represents between 51% and 90%, preferably between 60 and 80%, preferably 75%, of the total surface area of the plurality of channels (6) in contact with the plates.
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- 2023-01-09 WO PCT/EP2023/050350 patent/WO2023135088A1/en unknown
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US20210135307A1 (en) * | 2019-11-06 | 2021-05-06 | Taiga Motors, Inc. | Battery cooling panel for electric vehicles |
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WO2023135088A1 (en) | 2023-07-20 |
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