FR3140482A1 - Espaceur pour cellules de batterie, configuré pour former une partie du circuit de circulation étanche au fluide caloporteur - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un espaceur (5) destiné à espacer deux cellules (3A) de batterie adjacentes dans un boîtier (1A), les cellules (3A) étant configurées pour se présenter chacune sous la forme d’un parallélépipède disposant de deux grandes faces latérales (3A.3), lesdites cellules (3A) étant configurées pour être alignées et adjacentes respectivement au niveau d’une de leurs grandes faces latérales (3A.3), l’espaceur (5) est configuré pour venir se positionner en contact autour des cellules (3A), ledit espaceur (5) comprenant au moins un segment longitudinal (5A.1, 5A.1a, 5A.1b, 5A.1c) s’étendant le long de la grande face latérale (3A.3) adjacente aux cellules (3A), et l’espaceur (5) est constitué d’une âme rigide (5Ar) et d’un revêtement externe déformable (5R) recouvrant au moins une portion de ladite âme (5Ar) de manière à assurer l’étanchéité à un fluide caloporteur de ladite portion lorsque cette portion est en appui contre les cellules (3A) adjacentes. Figure de l’abrégé : Fig. 3
Description
La présente invention a pour objet un espaceur inter-batterie séparant deux cellules de batterie adjacentes d’un bloc batterie. L’invention a encore pour objet un dispositif de régulation thermique d’un bloc batterie pour un véhicule automobile.
L'invention se rapporte notamment au domaine technique de la régulation thermique des batteries, et plus particulièrement des cellules composant lesdites batteries. L’invention s’applique préférentiellement, mais non exclusivement au domaine automobile, et plus particulièrement au domaine des véhicules à motorisation électrique et/ou hybride.
Un véhicule automobile, et plus particulièrement un véhicule électrique et/ou hybride, nécessite un ou plusieurs blocs batterie pour produire l’énergie nécessaire à son fonctionnement. Chaque bloc batterie produisant de la chaleur, il est connu d’utiliser un dispositif de régulation thermique pour chacun desdits blocs afin de notamment contrôler leur refroidissement. Un tel dispositif permet, plus généralement, de modifier la température d’un bloc batterie, par exemple lors d’un démarrage du véhicule par temps froid en augmentant sa température, ou que ce soit en cours de roulage ou lors d’une opération de recharge, en diminuant ladite température. Ce contrôle de la température est notamment exercé grâce à la présence d’un fluide caloporteur qui est acheminé à une enceinte étanche entourant le bloc batterie via un circuit de circulation.
Plus spécifiquement, chaque bloc batterie est constitué par au moins deux cellules qui sont maintenues ensemble dans l’enceinte étanche. Ces cellules tendent à s’échauffer au cours de leur utilisation. Or, lorsque les cellules surchauffent, elles peuvent être amenées à gonfler, risquant ainsi de s’endommager et d’endommager les cellules adjacentes. C’est pourquoi la présence d’un espaceur, positionné entre deux cellules adjacentes, est nécessaire pour les maintenir à distance et limiter les contacts entre elles.
Un tel espaceur est décrit dans le document de brevet publié CN 105261720 A1. Dans ce document, l’espaceur est positionné parallèlement à la paroi inférieure du boîtier de batterie, et présente des orifices dans lesquels des cellules de batterie peuvent être insérées. La distance moyenne prévue entre l’espaceur et la paroi inférieure est choisie de manière à permettre un maintien et un support efficace desdites cellules. Cependant, un tel espaceur ne permet pas la compression de chaque cellule, et ne permet donc pas d’empêcher leur gonflement en cas de surchauffe.
Dans le document de brevet publié EP 2 608 309 A1, l’espaceur divulgué est positionné entre deux cellules du bloc batterie. Cet espaceur forme une plaque en matériau thermoplastique dans laquelle est intégré un circuit de refroidissement des cellules. Ce circuit se présente sous la forme d’un canal qui serpente depuis une extrémité inférieure vers une extrémité supérieure de l’espaceur, et dans lequel circule un liquide de refroidissement. Mais le liquide de refroidissement entre peu en contact avec l’une ou l’autre des cellules, et ne permet pas un refroidissement efficace desdites cellules.
Enfin, l’espaceur décrit dans le document de brevet publié US 2012/0064379 A1 se présente sous la forme d’une plaque en résine synthétique avec des crêtes s’étendant longitudinalement le long de ladite plaque. Ainsi, les crêtes de l’espaceur sont au contact d’une première cellule, la partie restante de la plaque étant au contact de la deuxième cellule. Cet espaceur présente, en outre, des orifices qui créent une turbulence au niveau du fluide caloporteur de manière à améliorer le refroidissement des cellules. Mais l’épaisseur et la forme de cet espaceur ne permettent pas une compression efficace des cellules.
L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif d’améliorer l’étanchéité de l’espaceur au fluide caloporteur, afin d’améliorer le refroidissement des cellules.
L’invention a également pour objectif de limiter davantage le gonflement des cellules adjacentes à l’espaceur en cas de surchauffe.
La solution proposée par l’invention est un espaceur inter-batterie destiné à espacer une première et une deuxième cellules de batterie adjacentes dans un boîtier de cellules de batterie d’un véhicule, les première et deuxième cellules de batterie, de préférence sensiblement identiques, étant configurées pour se présenter chacune sous la forme d’un parallélépipède rectangle disposant de deux grandes faces latérales, la première et la deuxième cellules de batterie étant configurées pour être alignées et adjacentes respectivement au niveau d’une de leurs grandes faces latérales, l’espaceur est configuré pour venir se positionner au contact de la première cellule de batterie, ledit espaceur comprenant au moins un segment longitudinal s’étendant le long de la grande face latérale adjacente à la deuxième cellule de batterie de sorte que ledit segment soit configuré pour venir en contact avec la deuxième cellule de batterie adjacente, et l’espaceur est constitué d’une âme rigide et d’un revêtement externe déformable recouvrant au moins une portion de ladite âme de manière à assurer l’étanchéité à un fluide caloporteur de ladite portion lorsque cette portion est en appui contre l’une et/ou l’autre de la première ou de la deuxième cellule de batterie.
De manière générale, un espaceur à vocation à espacer deux cellules adjacentes de façon à ce que ces cellules n’entrent pas en contact les unes des autres. Les espaceurs ont également vocation à compresser les cellules afin de limiter leur gonflement, et ainsi d’assurer que ces cellules gardent une capacité de fonctionnement maximale. La compression des cellules est également améliorée par l’utilisation d’un espaceur comprenant une âme rigide.
Plus précisément, un contact étroit entre l’espaceur et les cellules adjacentes permet d’assurer l’étanchéité dudit espaceur au fluide caloporteur, et donc permet d’assurer un refroidissement optimal des grandes faces latérales des cellules de batterie. Cette étanchéité est également renforcée par la présence du revêtement externe déformable, qui élimine ou réduit fortement tout risque de fuite du fluide caloporteur au niveau de l’espaceur.
D’autres caractéristiques avantageuses de l’appareil objet de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Chacune de ces caractéristiques contribue, le cas échéant, à la résolution de problèmes techniques spécifiques définis plus avant dans la description et auxquels ne participent pas nécessairement les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Ces dernières peuvent faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’espaceur est configuré pour former au moins en partie un circuit de circulation du fluide caloporteur.
La formation d’une partie du circuit de circulation dans l’espaceur permet une diminution de l’encombrement et un refroidissement des cellules plus efficace. Cela permet en outre de faciliter la conception du dispositif de régulation thermique, en diminuant le nombre de pièces nécessaire à sa fabrication.
Avantageusement, l’âme rigide présente un Module de Young d’au moins 3 GPa et une limite d’élasticité d’au moins 50 MPa selon la norme ISO 6721-11.
Plus spécifiquement, la norme préférée pour déterminer la limite d’élasticité de l’âme rigide est l’ISO 6721-11 :2019, qui détermine les conditions de mesure de la température de transition vitreuse (Tg) du plastique utilisé. La valeur minimale du module de Young assure une rigidité suffisante de l’âme pour éviter le déplacement conjoint de l’espaceur lorsque la cellule sur laquelle ledit espaceur est monté gonfle. La rigidité permet donc à la fois de limiter le gonflement des cellules et permet aux cellules de garder une efficacité de fonctionnement maximale.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’âme rigide est en polymère, avantageusement en polyamide.
La réalisation de l’âme rigide en polymère permet de limiter la transmission de la chaleur d’une cellule à une autre adjacente. Certains des polymères sélectionnés sont également plus efficaces pour avoir une rigidité optimale de l’espaceur.
Selon un mode avantageux de l’invention, le revêtement externe consiste en un élastomère disposé sur au moins une face de l’âme rigide, avantageusement en fluoroélastomère.
Par élastomère, on entend des polymères naturels ou synthétiques, présentant l’élasticité du caoutchouc. L’utilisation d’un élastomère pour le revêtement externe permet audit revêtement de garder des propriétés élastiques, c’est-à-dire que le matériau puisse supporter des déformations. Lors de la mise en appui de l’âme rigide de l’espaceur sur la cellule, le matériau se déformera et permettra à la fois l’étanchéité de l’espaceur au fluide caloporteur, et permettra la bonne tenue de l’espaceur sur la cellule. L’élastomère est préférentiellement un fluoroélastomère à base de fluorocarbure (encore appelé caoutchouc fluoré, dont l’abréviation est « FKM »).
Avantageusement, l’espaceur présente une largeur comprise entre 1mm et 3mm.
La largeur minimale de l’espaceur doit être telle que celui-ci ait une épaisseur suffisante pour qu’il soit rigide et puisse exercer sa fonction de compression des cellules. La largeur minimale doit également être suffisante pour que les cellules n’entrent pas en contact les unes avec les autres. La largeur maximale permet de limiter la taille du boîtier dans lequel se trouve le bloc batterie, donc d’éviter un encombrement important dudit boîtier. A défaut, le nombre de cellules disponibles dans un même boîtier sera diminué, et la puissance du bloc batterie sera moins importante.
Selon un mode avantageux de l’invention, le revêtement externe consiste en une couche d’élastomère.
La présence d’une couche d’élastomère autour de l’âme rigide permet l’étanchéité de l’espaceur et un passage efficace du fluide dans l’espaceur.
Avantageusement, revêtement externe est appliqué par collage sur l’âme rigide ou par coextrusion avec l’âme rigide.
Les méthodes de collage ou de coextrusion du revêtement externe sur l’âme rigide sont des méthodes connues de l’homme du métier et faciles à mettre en œuvre.
Selon un mode avantageux de l’invention, le revêtement externe consiste, sur au moins une face de l’âme rigide, en un joint dit d’étanchéité, la portion de l’âme comportant alors une rainure ou une gorge destinée à accueillir ce joint d’étanchéité.
L’utilisation d’un joint permet également l’étanchéité de l’espaceur au fluide caloporteur. Chaque rainure ou gorge accueille un joint, l’écrasement dudit joint au sein de la rainure sera réalisé lors de son installation. L’utilisation d’un tel joint à la place de la couche d’élastomère permet une déformation progressive dudit joint lors de son installation, suivant notamment l’effort de serrage exercé, ce qui est particulièrement avantageux pour la durée de vie dudit joint. Les joints d’étanchéité sont de plus connus de l’homme du métier, faciles à utiliser, à produire et à installer dans l’espaceur.
Avantageusement, le joint d’étanchéité consiste en un joint torique présentant un diamètre compris entre 0,8mm et 2mm.
Avantageusement, le diamètre du joint d’étanchéité doit être adapté à la taille de la gorge ou de la rainure réalisée dans l’âme rigide et/ou la taille de la rainure ou gorge doit être adaptée à la taille du joint.
Selon un mode avantageux de l’invention, la rainure ou la gorge présente une hauteur comprise entre 60% et 80% de la hauteur ou du diamètre du joint d’étanchéité, et une largeur comprise entre 1,2 et 1,8 fois la largeur ou le diamètre du joint d’étanchéité.
Préférentiellement, le diamètre du joint doit être légèrement supérieur à la hauteur de la rainure, de manière à ce que ledit joint puisse être inséré dans la rainure par écrasement, sans risquer le déplacement ou la libération du joint de la rainure. L’écrasement du joint permettra également son extension en dehors de la rainure, de façon à ce qu’il puisse exercer sa fonction d’étanchéité. Plus préférentiellement, le diamètre du joint doit être inférieur à la largeur de ladite rainure, de façon à ce que seule une portion du joint ne sorte de la rainure après son insertion.
Selon un mode avantageux de l’invention, la portion de l’âme présente deux rainures ou gorges situées en vis-à-vis de chaque côté de l’âme, ou la portion de l’âme présente deux rainures ou gorges situées en décalé l’une par rapport à l’autre, de chaque côté de l’âme.
Les deux joints, positionnés face à face et de chaque côté de l’âme rigide de l’espaceur, permettent l’étanchéité au fluide caloporteur de part et d’autre de l’espaceur, au niveau des deux cellules entourant ledit espaceur. De plus, l’alignement face à face des deux joints facilite la mise en œuvre, la conception et la production de l’espaceur.
La réalisation des deux rainures dans l’âme rigide l’une en en décalé par rapport à l’autre permet une diminution de la taille de l’espaceur, donc de son encombrement. De plus, cet espaceur pourra plus facilement être utilisé dans des blocs batterie dont la conception nécessite un encombrement moins important.
Avantageusement, l’espaceur comprend une pluralité de segments longitudinaux occupant au plus 10%, avantageusement au plus 5%, de la surface de la grande face latérale de la première cellule de batterie adjacente à la deuxième cellule de batterie.
La présence de plusieurs segments longitudinaux permet d’améliorer l’efficacité de l’âme rigide en limitant le gonflement de la cellule. Cela permet en outre la formation d’un circuit de circulation du fluide caloporteur efficace pour le refroidissement des cellules adjacentes.
Avantageusement, les segments longitudinaux forment une zone d’appui principale contre les grandes faces latérales des première et deuxième cellules. Préférentiellement, la zone d’appui principale de l’espaceur est prolongée, de chaque côté, par une zone d’appui latérale configurée pour être positionnée contre l’une des petites faces latérales de la première cellule. Ces zones d’appui latérales permettent le maintien de l’espaceur sur la première cellule. Chacune des zones d’appui latérales peut également être terminée par une zone d’appui arrière, configurée pour s’insérer dans une encoche prévue à cet effet à la jonction d’une deuxième grande face latérale et de la petite face latérale correspondante de la première cellule, la deuxième grande face latérale étant opposée à une première grande face latérale au contact de la zone d’appui principale de l’espaceur.
Préférentiellement, au moins l’âme rigide de l’espaceur, et éventuellement le revêtement externe, présente(nt) une conductivité thermique d’au plus 0,4 W.m- 1.K-1, de préférence une conductivité thermique d’au plus 0,2 W.m-1.K-1. Une conductivité thermique faible est utile pour que l’âme de l’espaceur soit un isolant thermique, et qu’il ne transmette pas la chaleur d’une cellule à une autre.
Plus préférentiellement encore, l’âme rigide comprend un matériau de la famille des silicates. De préférence, le matériau est en silicate de calcium renforcé par des fibres. Les fibres sont par exemple des fibres naturelles telles que des fibres animales, minérales ou végétales, ou des fibres synthétiques. Ce type de matériau est particulièrement préféré car il permet d’avoir une isolation thermique optimale combinée avec une excellente rigidité, due notamment aux fibres.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’espaceur est configuré pour être clipsé sur la première cellule de batterie ou collé sur au moins une cellule de batterie.
Les méthodes de collage ou de clipsage de l’espaceur sur la cellule sont des méthodes connues de l’homme du métier, faciles à mettre en œuvre et à utiliser.
Selon un mode avantageux de l’invention, lorsque l’espaceur est collé, l’espaceur est formé d’une pluralité de segments ou d’éléments indépendants.
La réalisation de l’espaceur en différents éléments indépendants facilite sa conception et sa fabrication. Son montage et son collage sur l’une des grandes faces de la cellule est aussi facilité.
Alternativement, l’âme rigide de l’espaceur peut comprendre, sur l’une de ces faces, le revêtement externe sous la forme d’une couche d’élastomère, et, sur l’autre face, le revêtement externe sous la forme d’un joint d’étanchéité.
L’invention se rapporte également à un dispositif de régulation thermique d’un bloc batterie d’un boîtier de véhicule, ledit dispositif comprenant : le boîtier formant une enceinte étanche à un fluide caloporteur et comprenant un circuit de circulation du fluide caloporteur, lequel boîtier est apte à loger le bloc batterie, lequel bloc comporte au moins deux cellules de batterie, un espaceur permettant d’espacer les deux cellules de batterie adjacentes, l’espaceur est conforme à l’invention de manière à former, avec ses portions étanches au fluide caloporteur, au moins une partie du circuit de circulation du fluide caloporteur.
Le dispositif de régulation thermique selon l’invention permet de réguler efficacement la température d’un bloc batterie, que ce soit pour des températures trop élevées ou trop faibles. La présence d’un boîtier étanche permet de garder le fluide caloporteur au sein du dispositif et de refroidir efficacement les cellules composant le bloc batterie. L’espaceur permet à la fois de garder une distance constante entre deux cellules adjacentes, de limiter le gonflement desdites cellules et de former une partie du circuit de circulation, de manière à refroidir efficacement les grandes faces latérales desdites cellules adjacentes audit espaceur.
Selon un mode avantageux de l’invention, le bloc batterie comprend N cellules de batterie adjacentes, dont deux cellules d’extrémité disposées chacune au niveau d’une paroi d’extrémité du boîtier, N étant un nombre entier supérieur à 3, et comprenant au moins N-1 espaceurs, de préférence N+1 espaceurs.
Selon un mode avantageux de l’invention, un espaceur est installé entre chaque cellule adjacente à une autre cellule, un espaceur est installé entre chaque paroi d’extrémité du boîtier et la cellule d’extrémité dont une grande face latérale est adjacente à ladite paroi, les espaceurs sont en contact avec les grandes faces latérales adjacentes desdites cellules de batterie de sorte que toutes les grandes faces latérales des cellules sont refroidies par le circuit de circulation du fluide caloporteur.
La présence de deux espaceurs supplémentaires entre chaque paroi d’extrémité et la grande face latérale de la cellule d’extrémité adjacente permet le refroidissement des deux grandes faces latérales des deux cellules d’extrémité. Un tel circuit de circulation permet le refroidissement efficace de l’ensemble des cellules du bloc batterie.
Selon un mode avantageux de l’invention, le circuit de circulation du fluide caloporteur comprend des sections de circulation du fluide de largeur variable, de préférence ces sections de circulation de largeur variable étant formées par un ou des segments longitudinaux de l’espaceur.
La présence de sections de circulation du fluide de largeur variable permet de modifier la vitesse de circulation du fluide dans le circuit, donc d’améliorer le passage du fluide caloporteur et le refroidissement des grandes faces latérales au contact de l’espaceur.
Selon un mode avantageux de l’invention, le circuit de circulation du fluide caloporteur comprend des sections de circulation du fluide de largeur décroissante, de préférence graduelle ou continue, depuis un collecteur d’entrée vers un collecteur de sortie.
Avantageusement, la largeur décroissante des sections de circulation peut être graduelle ou continue entre le collecteur d’entrée et le collecteur de sortie.
Avantageusement, la largeur décroissante des sections de circulation du fluide depuis le collecteur d’entrée vers le collecteur de sortie est comprise entre -20% et -80%, de préférence entre -40% et -60%.
Cette diminution de largeur depuis le collecteur d’entrée vers le collecteur de sortie permet de favoriser l’écoulement du fluide, que la pompe du dispositif de régulation thermique fonctionne ou pas. La diminution de largeur desdites sections permet également d’améliorer le refroidissement des cellules adjacentes à l’espaceur.
Selon un mode avantageux de l’invention, le bloc batterie comprend deux ou plusieurs rangées de cellules accolées côte-à-côte, chaque espaceur comprend des segments conformés de manière à créer un ou des circuits de circulation forcée, chaque dit circuit présentant une ou plusieurs passes à cheval sur les deux grandes faces latérales de deux cellules disposées côte-à-côte, chaque espaceur comprend une nervure médiane qui s’étend dans la hauteur desdites cellules et qui s’installe, en usage, entre des extrémités latérales desdites grandes faces latérales, de sorte que ladite nervure médiane remplisse l’espace entre les deux cellules et forme étanchéité entre lesdites cellules.
Ce mode de réalisation est particulièrement adapté pour des dispositifs dont les collecteurs d’entrée et de sortie sont positionnés sur une seule paroi latérale du boîtier. La réalisation de chaque passe à cheval sur les deux cellules côte-à-côte permet de garder la température la plus homogène possible.
Selon un mode avantageux de l’invention, des ouvertures sont ménagées dans la nervure médiane de manière à autoriser la circulation du fluide entre les grandes faces latérales de deux cellules disposées côte-à-côte.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d’un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :
Tel qu’utilisé ici, et sauf indication contraire, l’utilisation des adjectifs ordinaux « premier », « deuxième », etc., pour décrire un objet indique simplement que différentes occurrences d’objets similaires sont mentionnées et n’implique pas que les objets ainsi décrits doivent être dans une séquence donnée, que ce soit dans le temps, dans l'espace, dans un classement, etc… « X et/ou Y » signifie : X seul ou Y seul ou X+Y. D'une manière générale, on appréciera que sur les différents dessins annexés, les objets sont arbitrairement dessinés pour faciliter leur lecture.
Une coupe longitudinale du bloc batterie signifie que la coupe est réalisée suivant le sens de la longueur du bloc batterie, et s’étend suivant un plan parallèle à un plan passant par l’une des grandes parois latérales du boîtier du bloc batterie. Une coupe transversale du bloc batterie signifie que la coupe est réalisée suivant un plan parallèle à un plan passant par l’une des parois d’extrémité du boîtier du bloc batterie.
La est une représentation schématique d’une partie du dispositif de régulation thermique pour un bloc batterie selon l’invention.
De manière générale, un véhicule automobile peut comprendre un ou plusieurs blocs batterie 3, selon que le véhicule est un véhicule hybride, à explosion, ou électrique (le véhicule n’étant pas représenté sur ces figures). Ainsi, un dispositif de régulation thermique 1 est généralement prévu par bloc batterie 3 pour qu’un contrôle optimal de la température dudit bloc 3 soit réalisé.
Le dispositif de régulation thermique 1 comprend généralement un boîtier 1A dans lequel est positionné le bloc batterie 3. Le boîtier 1A comprend deux grandes parois latérales 1A.1, deux parois d’extrémité 1A.2, une paroi supérieure 1A.3 et une paroi inférieure 1A.4. Les grandes parois latérales s’étendent suivant le sens longitudinal du boîtier 1A, et les deux parois d’extrémité 1A.2 s’étendent perpendiculairement auxdites parois latérales 1A.1. Les parois supérieure 1A.3 et inférieure 1A.4 s’étendent respectivement depuis des extrémités supérieures et inférieures desdites parois latérales 1A.1 et d’extrémité 1A.2, de façon à former une enceinte étanche à un fluide caloporteur. Les termes «supérieur » et «inférieur» sont définis suivant le positionnement normal du boîtier 1A du bloc batterie 3 dans le véhicule. Avantageusement, les deux grandes parois latérales 1A.1 sont des parois latérales 1A.1 opposées ou en vis-à-vis.
Le fluide caloporteur utilisé est préférentiellement un liquide diélectrique, par exemple une huile minérale ou un liquide fluoré. Le fluide caloporteur peut toutefois se présenter sous une autre forme, par exemple de l’air soufflé. Le fluide peut être préalablement refroidi ou chauffé selon la régulation thermique visée.
Sur l’ensemble des figures, le boîtier 1A du dispositif de régulation thermique 1 est de forme généralement parallélépipédique. Cependant, d’autres formes peuvent être envisagées, qui dépendent notamment de la forme générale du bloc batterie 3. Selon un mode de réalisation, les parois (1A.1, 1A.2, 1A.3, 1A.4) du boîtier 1A peuvent être réalisées par moulage d’une matière plastique, mais d’autres matériaux et/ou méthodes connus de l’homme du métier peuvent être envisagés. De manière alternative, les parois (1A.1, 1A.2, 1A.3, 1A.4) peuvent être réalisées par thermoformage. Alternativement, un assemblage mécano soudé peut être utilisé. Ainsi, tout matériau compatible avec le fluide peut être envisagé, ce qui comprend également des matériaux métalliques tels que l’aluminium.
Le dispositif de régulation thermique 1 comprend, en outre, un circuit de circulation 1B du fluide caloporteur, qui va permettre de contrôler la température du bloc batterie 3. Le circuit de circulation 1B est préférentiellement conçu pour pouvoir acheminer le fluide caloporteur dans le bloc batterie 3.
Afin de permettre l’entrée du fluide caloporteur dans le circuit de circulation 1B, un collecteur d’entrée 1C est positionné contre l’une des grandes parois latérales 1A.1 du boîtier 1A. Un collecteur de sortie 1D, permettant l’évacuation du fluide caloporteur du circuit de circulation 1B, est également positionné contre l’une des grandes parois latérales 1A.1 dudit boîtier 1A. Sur la , les collecteurs (1C, 1D) sont représentés, par souci de simplification, contre les deux grandes parois latérales 1A.1 du boîtier 1A. De manière alternative, les collecteurs (1C, 1D) peuvent être positionnés différemment, tel que sur une même paroi latérale 1A.1.
De manière particulièrement avantageuse, le collecteur d’entrée 1C peut comprendre un tamis, ledit tamis étant configuré pour filtrer le fluide caloporteur de manière à éviter la circulation de particules dans ledit fluide (le tamis n’étant pas représenté sur ces figures). Ces particules présentent en outre l’inconvénient de diminuer l’efficacité du fluide caloporteur. Le tamis est préférentiellement placé à l’entrée du collecteur d’entrée 1C et/ou dans au moins une partie dudit collecteur 1C, en amont de l’arrivée du fluide caloporteur au sein du circuit de circulation 1B. Avantageusement, le tamis peut être de forme généralement cylindrique. De manière alternative, le tamis peut-être de la forme du collecteur 1C. Le tamis est généralement constitué par une structure rigide, fabriquée notamment en une matière plastique ou métallique, sous la forme d’un filet ou cadre. Ce filet sert de support à une grille de maillage apte à permettre la filtration de particules préférentiellement inférieures à 200µm, plus préférentiellement à 50µm. La grille de maillage est avantageusement réalisée en matériau métallique.
Le dispositif de régulation thermique 1 comprend, en outre, une pompe 1E qui est reliée au circuit de circulation 1B et qui va faciliter le déplacement du fluide caloporteur dans ledit circuit 1B. La pompe 1E permettra la mise en circulation du fluide caloporteur depuis un réservoir 1F vers le boîtier 1A, et depuis le boîtier 1A vers le réservoir 1F de fluide, via un circuit de circulation externe 1G. Ce boîtier 1A étant étanche, il permettra le maintien du fluide caloporteur autour du bloc batterie 3. Les flèches représentées à la sur le circuit externe 1G montrent le sens de circulation du fluide caloporteur. Alternativement, la pompe 1E peut être incluse dans le circuit de circulation 1B, ce mode de réalisation n’étant pas représenté sur ces figures.
Le dispositif de régulation thermique objet de l’invention a pour objectif de réguler la température du bloc batterie, notamment d’un bloc batterie d’un véhicule automobile électrique et/ou hybride. Il peut toutefois équiper d’autres types de véhicules ou être utilisé pour réguler la température d’autres composants électriques et/ou électroniques, tels que des éléments 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. Selon un mode préféré de réalisation, la régulation thermique consiste en un refroidissement des cellules du bloc batterie.
Les figures 2a et 2b montrent, respectivement, une vue en coupe du boîtier comprenant le bloc batterie selon l’invention, et une vue en perspective d’une cellule de batterie selon l’invention.
Sur ces figures, le bloc batterie 3 comprend au moins deux cellules 3A de batterie et est logé dans le boîtier 1A. Plus généralement, le bloc batterie 3 comprend entre 2 et 25 cellules 3A. Selon un mode de réalisation, le bloc batterie 3 comprend N cellules 3A adjacentes, avec N un nombre entier supérieur à 2 et préférentiellement supérieur à 3.
Plus préférentiellement, le bloc batterie 3 comprend deux cellules d’extrémité 3A.1 disposées à chacune des extrémités dudit bloc 3 et au contact, chacune, de l’une des parois d’extrémité 1A.2 du boîtier 1A. Le bloc batterie 3 peut comprendre, en outre, au moins une cellule centrale 3A.2 positionnée entre les cellules d’extrémité 3A.1. Plusieurs cellules centrales 3A.2 peuvent être retrouvées dans un bloc batterie 3, leur nombre dépendant principalement de la puissance de la batterie souhaitée. Les cellules centrales 3A.2 et d’extrémité 3A.1 présentent une forme de préférence sensiblement identique. Par souci de simplification, seule la forme d’une cellule 3A sera décrite ci-dessous, et peut représenter indifféremment celle d’une cellule centrale 3A.2 ou d’une cellule d’extrémité 3A.1.
Une cellule 3A selon l’invention est préférentiellement prismatique, c’est-à-dire de forme généralement parallélépipédique, et plus préférentiellement sous la forme d’un parallélépipède rectangle, mais il est entendu qu’une cellule 3A peut également être de n’importe quelle forme connue de l’homme du métier. Sur la , c’est une cellule 3A du type prismatique qui est représentée. Cette cellule 3A comprend donc deux grandes faces latérales 3A.3, deux petites faces latérales 3A.4, une face supérieure 3A.5 et une face inférieure 3A.6. Ces différentes faces (3A.3, 3A.4, 3A.5, 3A.6) sont généralement planes, mais certaines peuvent parfois être incurvées ou courbes.
La cellule 3A est de plus représentée comme étant préférentiellement orientée. Par orientée, on entend que les deux grandes faces latérales 3A.3 ne sont pas strictement identiques. En effet, une première grande face latérale 3A.3a s’étend entre les deux petites faces latérales 3A.4 et est sensiblement plane. Une deuxième grande face latérale 3A.3b, positionnée en vis-à-vis de la première 3A.3a, présente une encoche 3A.3bi au niveau de la jonction avec chacune des deux petites faces latérales 3A.4. Ainsi, la deuxième grande face latérale 3A.3b présente préférentiellement deux encoches 3A.3bi aux deux extrémités latérales de ladite deuxième face latérale 3A.3b. La fonction desdites encoches 3A.3bi sera détaillée à la . Toutefois, dans certaines configurations des cellules 3A, les encoches 3A.3bi peuvent ne pas être présentes. Les faces supérieure 3A.5 et inférieure 3A.6 de la cellule 3A s’étendent dans des extrémités supérieure et inférieure des faces latérales (3A.3, 3A.3a, 3A.3b, 3A.4), suivant le sens de positionnement de ladite cellule 3A dans le boîtier 1A. Ainsi, chaque cellule 3A forme une structure close qui permettra la production d’électricité.
De plus, les cellules 3A sont positionnées successivement de façon à être alignées et adjacentes au niveau de l’une de leurs grandes faces latérales 3A.3. De cette manière, chacune des petites faces latérales 3A.4 des cellules 3A est orientée vers les grandes parois latérales du boîtier 1A (ladite grande paroi latérale n’étant pas visible sur les figures 2a et 2b).
Ainsi, les cellules 3A du bloc batterie 3 sont préférentiellement positionnées dans le sens longitudinal du boîtier 1A, c’est-à-dire que les grandes faces latérales 3A.3 des cellules 3A sont positionnées parallèlement aux parois d’extrémité 1A.2 du boîtier 1A. De ce fait, chaque cellule d’extrémité 3A.1 est disposée au niveau de l’une des parois d’extrémité 1A.2. Alternativement, la disposition des cellules 3A du bloc batterie 3 peut également être différente, selon notamment le type de cellule utilisé ou le type de batterie souhaité.
Dans le boîtier 1A, les cellules (3A, 3A.1, 3A.2) sont préférentiellement maintenues à distance les unes des autres grâce à des espaceurs 5. Un espaceur 5 est ainsi positionné entre des première et deuxième cellules 3A adjacentes, entre deux grandes faces latérales (3A.3, 3A.3a, 3A.3b). Préférentiellement, un espaceur 5 est positionné entre une première grande face latérale 3A.3a de la première cellule 3A et la deuxième grande face latérale 3A.3b de la deuxième cellule 3A adjacente. Ainsi, avec N, le nombre de cellules 3A dans le boîtier 1A, les espaceurs 5 sont au moins au nombre N-1, et de préférence au nombre N+1. En effet, comme chacune des deux cellules d’extrémité 3A.1 est positionnée à proximité de l’une des parois d’extrémité 1A.2 du boîtier 1A, un espaceur 5 supplémentaire est préférentiellement installé entre ladite paroi d’extrémité 1A.2 est la cellule d’extrémité 3A.1. Ainsi, toutes les grandes faces latérales 3A.3 des cellules 3A sont refroidies par le circuit de circulation du fluide caloporteur (ledit circuit n’étant pas représenté aux figures 2a et 2b). Les espaceurs 5 seront décrits plus précisément dans les figures suivantes.
Les figures 3 et 4 montrent deux coupes du boîtier au niveau d’un espaceur selon deux variantes d’un premier mode de réalisation de l’invention.
Sur ces figures, le boîtier 1A entourant le bloc batterie 3 comprend notamment les deux grandes parois latérales 1A.1 sur lesquelles sont positionnés les collecteurs d’entrée 1C et de sortie 1D du fluide caloporteur. La coupe est réalisée au niveau d’un espaceur 5 inter-batterie séparant deux cellules 3A adjacentes.
L’espaceur 5 représenté aux figures 3 et 4 a une forme générale de goulotte en U, et peut se présenter sous la forme d’une pièce monobloc. L’espaceur 5 comprend une zone d’appui principale 5A configurée pour venir au contact de la première grande face latérale 3A.3a d’une cellule 3A, ou première cellule 3A, et deux zones d’appui latérales 5B configurées pour venir au contact des petites faces latérales de ladite cellule 3A (les petites faces latérales n’étant pas visibles sur les figures 3 et 4). Les zones d’appui latérales 5B seront plus spécifiquement décrites aux figures 5a et 5b.
Préférentiellement, la zone d’appui principale 5A a les mêmes dimensions, ou sensiblement les mêmes dimensions, en longueur et en largeur, que celles d’une grande face latérale 3A.3 d’une cellule 3A. Elle définit une section de circulation 1B.1 du fluide caloporteur située en vis-à-vis de la première grande face latérale 3A.3a de la cellule 3A contre laquelle l’espaceur 5 est installé, et qui s’étend sur la majeure partie de ladite grande face 3A.3a. De façon symétrique, cette section de circulation 1B.1 est également située en vis-à-vis de la deuxième grande face latérale de la cellule adjacente, ou deuxième cellule, de sorte que le fluide caloporteur qui s’écoule dans ladite section 1B.1 soit au contact des deux grandes faces latérales 3A.3a des cellules 3A adjacentes (la deuxième cellule n’étant pas représentée sur les figures 3 et 4).
Plus spécifiquement, un espaceur 5 selon l’invention est configuré pour venir se positionner autour de la première cellule 3A de batterie, permettant ainsi le positionnement de la zone d’appui principale 5A dudit espaceur 5 contre la première grande face latérale 3A.3a de la cellule 3A. La zone d’appui principale 5A comprend au moins un segment longitudinal 5A.1 s’étendant le long de la première grande face latérale 3A.3a de la cellule 3A. Préférentiellement, l’espaceur 5 comprend une pluralité de segments longitudinaux 5A.1 qui occupent au maximum 10% de la surface de la première grande face latérale 3A.3a de la cellule 3A. Avantageusement, la pluralité de segments longitudinaux 5A.1 occupe au maximum 5% de ladite surface. Sur les figures 3 et 4, l’au moins un segment longitudinal 5A.1 de la zone d’appui principale 5A comprend au moins deux segments longitudinaux supérieur 5A.1a et inférieur 5A.1b qui s’étendent, respectivement, au niveau d’une extrémité supérieure 3A.3ai et d’une extrémité inférieure 3A.3aii de la première grande face latérale 3A.3a de la cellule 3A.
L’espaceur 5 s’étendant entre les première et deuxième cellules 3A, les segments longitudinaux (5A.1, 5A.1a, 5A.1b) s’étendent également le long de la deuxième grande face latérale de la deuxième cellule, de manière à ce que lesdits segments (5A.1, 5A.1a, 5A.1b) viennent au contact de la deuxième cellule de batterie. Avantageusement, l’espaceur 5 présente une largeur comprise entre 1mm et 3mm.
Plus spécifiquement, chaque espaceur 5 présent dans le boîtier 1A va définir une partie du circuit de circulation 1B du fluide caloporteur, l’ensemble des parties sur l’ensemble des espaceurs 5 formant ledit circuit de circulation 1B. Ce circuit de circulation 1B est particulièrement défini, au niveau de l’espaceur 5, par les segments longitudinaux 5A.1 de la zone d’appui principale 5A. Un seul espaceur 5 est représenté sur les figures suivantes.
Plus particulièrement, à la , une première variante de réalisation de l’espaceur 5 selon un premier mode de réalisation de l’invention est représentée. Dans cette variante, les collecteurs d’entrée 1C et de sortie 1D du fluide caloporteur s’étendent le long de la même grande paroi latérale 1A.1 du boîtier 1A du dispositif de régulation thermique 1. Le collecteur de sortie 1D est préférentiellement positionné au-dessus du collecteur d’entrée 1C. Ce positionnement permet de faciliter le déplacement du fluide caloporteur au travers du circuit de circulation 1B. En effet, le fluide caloporteur qui a exercé sa fonction d’échangeur thermique sera plus chaud, donc moins dense, et aura spontanément tendance, en dehors du fonctionnement de la pompe mentionnée à la , à monter le long de la partie du circuit de circulation 1B. Préférentiellement, les collecteurs (1C, 1D) sont formés dans la grande paroi latérale 1A.1 correspondante du boîtier 1A. Plus préférentiellement, la formation desdits collecteurs (1C, 1D) dans la grande paroi latérale 1A.1 est réalisée par emboutissage.
A la , la circulation du fluide caloporteur dans les collecteurs (1C, 1D) se fait dans le même sens. Aussi, si l’entrée de fluide est réalisée sur l’une des parois d’extrémité du boîtier 1A (lesdites parois d’extrémité n’étant pas visibles sur ces figures), alors la sortie du fluide caloporteur est réalisée au niveau de l’autre paroi d’extrémité. Le sens de circulation du fluide caloporteur est représenté par des flèches sur la .
De plus, la section de circulation 1B.1 s’étend sur au moins 51%, avantageusement au moins 90%, et plus préférentiellement au moins 95% de la surface des grandes faces latérales 3A.3a des cellules 3A adjacentes. La majeure partie de ces grandes faces latérales 3A.3 peut ainsi être en contact avec le fluide caloporteur.
Dans la variante de réalisation présentée à la , l’espaceur 5 comprend, en outre, des segments longitudinaux médians 5A.1c qui s’étendent dans la partie ajourée de la section de circulation 1B.1, et sont agencés de façon à former une partie du circuit de circulation 1B forcée du fluide caloporteur entre les cellules 3A adjacentes. Par « circulation forcée », on entend que le fluide est contraint de suivre un cheminement singulier, du bas vers le haut, imposé par l’agencement du ou des segments 5A.1c. Les segments longitudinaux médians 5A.1c s’étendent préférentiellement entre les deux segments longitudinaux supérieur et inférieur (5A.1a, 5A.1b) de la zone d’appui principale 5A de l’espaceur 5.
La ou les parties de circuit 1B sont ainsi délimitées, d’une part, par les grandes faces latérales 1A.3 adjacentes des cellules 3A, et d’autre part, par les segments longitudinaux médians 5A.1c. Toutes les grandes faces latérales 3A.3 des cellules 3A sont ainsi refroidies par le circuit de circulation 1B forcée. Le nombre de passes (c’est-à-dire les changements de direction dans une partie de circuit de circulation 1B forcée) est ajusté en fonction de l’échange thermique désiré et/ou en fonction de la perte de charge admise. Les meilleurs résultats en termes d’échange thermique sont obtenus lorsque la partie du circuit de circulation 1B forcée présente au moins un changement de direction du fluide, avantageusement au moins 3 changements de direction du fluide, donc quand l’espaceur 5 comprend trois segments longitudinaux médians 5A.1c.
La circulation du fluide caloporteur au sein de la est décrite ci-après. Le fluide caloporteur arrive par le collecteur d’entrée 1C, positionné préférentiellement sur ou contre l’extrémité inférieure de l’une des grandes parois latérales 1A.1, et entre dans le circuit de circulation 1B grâce à un orifice inférieur 5B.1 positionné au niveau de l’une des zones d’appui latérales 5B de l’espaceur 5. Le fluide caloporteur circule ensuite dans les différentes sections de circulation 1B.1 dudit circuit 1B, formées contre les grandes faces latérales 3A.3a des cellules 3A adjacentes, vers un orifice supérieur 5B.2, situé sur la même zone d’appui latérale 5B de l’espaceur 5 que l’orifice inférieur 5B.1. Le fluide caloporteur pourra alors quitter le boîtier 1A via le collecteur de sortie 1D positionné latéralement sur la même grande paroi latérale 1A.1 du boîtier 1A que le collecteur d’entrée 1C. Cette variante est particulièrement avantageuse pour diminuer la hauteur et la largeur du boîtier 1A contenant le bloc batterie 3, en positionnant les deux collecteurs (1C, 1D) d’un même côté du boîtier 1A.
Sur la , les collecteurs d’entrée 1C et de sortie 1D du fluide caloporteur s’étendent, respectivement, le long de chacune des deux parois latérales 1A.1 du boîtier 1A du dispositif de régulation thermique 1. Les deux collecteurs (1C, 1D) sont préférentiellement positionnés à la même hauteur ou au même niveau des grandes parois latérales 1A.1 du boîtier 1A. Les deux collecteurs (1C, 1D) sont préférentiellement positionnés contre ou sur leur grande paroi latérale 1A.1 respective. Préférentiellement, les collecteurs (1C, 1D) sont formés dans la grande paroi latérale 1A.1 correspondante. Plus préférentiellement encore, les collecteurs (1C, 1D) sont positionnés dans des extrémités supérieures de chacune des grandes parois latérales 1A.1.
La circulation du fluide caloporteur dans les collecteurs (1C, 1D) se fait dans des sens opposés. Aussi, l’entrée et la sortie du fluide caloporteur est réalisée sur la même paroi d’extrémité (les parois d’extrémité n’étant pas visibles sur ces figures) du boîtier 1A. Le sens de circulation du fluide caloporteur est représenté par des flèches à la .
L’espaceur 5 comprend un ou plusieurs segments verticaux 5A.2 qui s’étendent dans la partie ajourée de la section de circulation 1B.1, et sont agencées de façon à former une partie du circuit de circulation 1B forcée du fluide caloporteur entre les cellules 3A adjacentes. Cette circulation forcée est permise depuis une première grande paroi latérale 1A.1 vers une deuxième grande paroi latérale 1A.1 du boîtier 1A. Ce ou ces parties de circuit 1B sont ainsi délimitées, d’une part, par les grandes faces latérales 3A.3 adjacentes des cellules 3A et, d’autre part, par les segments verticaux 5A.2. Toutes les grandes faces latérales 3A.3 des cellules 3A sont ainsi refroidies par le circuit de circulation 1B forcée. Le nombre de passes (c.à.d. les changements de direction dans une partie du circuit de circulation 1B forcée) est ajusté en fonction de l’échange thermique désiré et/ou en fonction de la perte de charge admise. Les meilleurs résultats en termes d’échange thermique sont obtenus lorsque la partie du circuit de circulation 1B forcée présente au moins un changement de direction du fluide, avantageusement au moins 3 changements de direction du fluide, donc quand l’espaceur 5 présente trois segments verticaux 5A.2.
Sur la , les deux zones d’appui latérales 5B de l’espaceur 5 présentent, chacun, au moins un orifice supérieur 5B.2 adapté pour permettre le passage du fluide caloporteur. Préférentiellement, l’orifice supérieur 5B.2 d’une première zone d’appui latérale 5B.3 permet l’entrée du fluide dans la partie du circuit de circulation 1B délimitée par l’espaceur, tandis qu’un orifice supérieur 5B.2 d’une deuxième zone d’appui latérale 5B.4 permet la sortie du fluide de ladite partie du circuit 1B.
Dans cette variante, le fluide caloporteur arrive par le collecteur d’entrée 1C, positionné préférentiellement sur ou contre l’extrémité supérieure de l’une des grandes parois latérales 1A.1, et entre dans le circuit de circulation 1B grâce à l’orifice supérieur 5B.2 positionné au niveau de la première zone d’appui latérale 5B.3 de l’espaceur 5. Le fluide caloporteur circule ensuite dans les sections de circulation 1B.1 dudit circuit 1B, formées contre les grandes faces latérales 3A.3 des cellules 3A adjacentes, vers l’orifice supérieur 5B.2, situé sur la deuxième zone d’appui latérale 5B.4 de l’espaceur 5. Le fluide caloporteur pourra alors quitter le boîtier 1A via le collecteur de sortie 1D. Cette variante est particulièrement avantageuse pour diminuer l’encombrement du boîtier 1A contenant le bloc batterie 3.
De manière générale, un espaceur 5 selon l’invention comprend une âme rigide 5A rrecouverte par un revêtement externe 5Rdéformable. L’âme rigide 5Aret le revêtement externe 5Rpeuvent prendre plusieurs formes, détaillées aux figures 6 à 8 suivantes. Le revêtement externe 5Rà la particularité de recouvrir au moins une portion de l’âme rigide 5A r, et à vocation à permettre l’étanchéité vis-à-vis du fluide caloporteur circulant dans le circuit de circulation 1B. L’étanchéité de la portion est assurée notamment lorsque ladite portion est en appui contre l’une et/ou l’autre des première et/ou deuxième cellules 3A de batterie. Avantageusement, au moins les segments longitudinaux supérieur 5A.1a et inférieur 5A.1b présente l’âme rigide 5Arrecouverte par le revêtement externe 5R. Préférentiellement, l’ensemble des segments longitudinaux (5A.1, 5A.1a, 5A.1b, 5A.1c) de l’espaceur 5 comprend l’âme rigide 5Arrecouverte par le revêtement externe 5Rdéformable. Plus préférentiellement encore, les segments verticaux 5A.2 comprennent également l’âme rigide 5Arrecouverte par le revêtement externe 5Rdéformable.
L’âme rigide 5A rde l’espaceur 5 présente avantageusement un module de Young d’au moins 3GPa. Une méthode pour déterminer ce module de Young, lorsque le matériau est en un matériau thermoplastique, est la norme ISO 527-2 :2012, en utilisant une machine d’essai de traction. L’âme rigide 5A rprésente, en outre, une limite d’élasticité d’au moins 50MPa, selon la norme ISO 6721-11 : 2019. Cette norme utilise l’analyse mécanique dynamique (dont l’acronyme et «AMD», ou «DMA» pour «dynamic mechanical analysis», en anglais). L’âme rigide 5A rest préférentiellement fabriquée en polymère, tel que le polyamide (dont l’acronyme est « PA »). L’âme rigide 5A r peut également comprendre un matériau de la famille des silicates, tels que des silicates de calcium renforcés par des fibres. Par fibres, on entend des fibres naturelles ou synthétiques, ayant vocation à renforcer le matériau.
Avantageusement, le revêtement externe 5Rest en élastomère, préférentiellement en fluoroélastomère (dont l’acronyme est « FKM »). Ainsi, l’élastomère est préférentiellement un fluoroélastomère à base de fluorocarbure (encore appelé caoutchouc fluoré).
Avantageusement, au moins l’âme rigide 5A rprésente une conductivité thermique d’au plus 0,4 W.m- 1.K-1, de préférence une conductivité thermique d’au plus 0,2 W.m-1.K-1. Préférentiellement, le revêtement externe 5Rprésente une conductivité thermique similaire à ladite âme 5A r.
Les figures 5a et 5b montrent deux vues de l’espaceur selon le premier mode de réalisation de l’invention, monté ou non sur une cellule.
Comme mentionné aux figures 3 et 4, l’espaceur 5 selon l’invention présente la zone d’appui principale 5A au contact de la première grande face latérale 3A.3a de la cellule 3A, et prolongée latéralement par les deux zones d’appui latérales 5B, au contact, chacune, des petites faces latérales 3A.4 de la cellule 3A sur laquelle l’espaceur 5 est monté. L’espaceur 5 représenté aux figures 5a et 5b est la variante de l’espaceur 5 montré à la .
L’orifice supérieur 5B.2 de la première zone d’appui latérale 5B.3 permet le passage du fluide caloporteur depuis le collecteur d’entrée (non visible sur les figures 5a et 5b) vers le circuit de circulation 1B formé entres les deux grandes faces latérales 3A.3 des première et deuxième cellules 3A adjacentes et l’espaceur 5. L’orifice supérieur 5B.2 de la deuxième zone d’appui latérale 5B.4 permet le passage du fluide caloporteur depuis le circuit de circulation 1B formé entres les deux grandes faces latérales 3A.3 des première et deuxième cellules 3A adjacentes et l’espaceur 5 vers le collecteur de sortie (non visible sur les figures 5a et 5b).
Les deux zones d’appui latérales 5B sont également prolongées, vers l’arrière, par des zones d’appui arrière 5C. Ces zones d’appui arrière 5C ont vocation à faciliter le clipsage de l’espaceur 5 sur la cellule 3A. Afin que l’étanchéité de la partie du circuit de circulation 1B située entre deux cellules 3A adjacentes soit maintenue, ces zones d’appui arrière 5C sont configurées pour s’insérer, chacune, dans l’une des encoches 3A.3bi de la deuxième grande face latérale 3A.3b de la cellule 3A. Toutefois, comme pour les encoches 3A.3bi des cellules 3A, les zones d’appui d’arrière 5C peuvent ne pas être retrouvées sur l’espaceur 5. Le clipsage de l’espaceur 5 sur la cellule 3A sera alors réalisé grâce aux zones d’appui latérales 5B et grâce à la compression desdites cellules 3A.
Chaque espaceur 5 présente, en outre, une structure configurée pour s’installer de manière démontable sur la cellule 3A, préférentiellement par clipsage ou par collage. Selon un mode de réalisation, la structure de l’espaceur 5 est ajustée (par exemple par une déformation élastique de ladite structure) à la forme de la cellule 3A pour être montée serrée sur ladite cellule 3A de sorte que les contacts entre ladite structure et ladite cellule 3A sont des contacts étanches au fluide. Le revêtement déformable externe 5Rautour de l’âme rigide 5Ardécrit au-dessus favorise ce contact étanche, et est préférentiellement positionné au niveau des segments longitudinaux (5A.1, 5A.1a, 5A.1b), des segments verticaux 5A.2 et des zones d’appui (5A, 5B, 5C).
La est un schéma représentant une coupe de l’âme rigide de l’espaceur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Cette figure reprend la numérotation des figures précédentes pour les éléments identiques ou similaires, la numérotation étant toutefois incrémentée de 100 par rapport aux figures précédentes. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec le mode de réalisation précédent de l’invention.
Sur cette figure, seule l’âme rigide 105Arrecouverte par le revêtement externe 105Rdéformable de l’espaceur 105 est représenté, et peut représenter n’importe quelle zone d’appui ou portion de zone d’appui, segment longitudinal et/ou vertical de l’espaceur 105 selon l’invention. Dans ce mode de réalisation, le revêtement externe 105Rconsiste en une couche d’élastomère, positionnée sur au moins une, préférentiellement deux faces 105Ar.1 de l’âme rigide 105Ar. Avantageusement, le revêtement externe 105Rest appliqué sur l’âme rigide 105Arpar collage ou par coextrusion avec ladite âme 105Ar. La fonction d’étanchéité est assurée sur la ou les faces 105Ar.1 de ladite âme 105Arsur lesquelles la couche d’élastomère est appliquée. Cette étanchéité permet de favoriser le refroidissement des cellules adjacentes à l’espaceur 105. Ce mode de réalisation est plus spécifique et peut être combiné avec le mode de réalisation décrit aux figures 1 à 5.
La est un schéma représentant une coupe de l’âme rigide de l’espaceur selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Cette figure reprend la numérotation des figures précédentes pour les éléments identiques ou similaires, la numérotation étant toutefois incrémentée de 100 par rapport à la . Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec les modes de réalisation précédents de l’invention.
Dans ce mode de réalisation, l’âme rigide 205A rde l’espaceur 205 comprend au moins une rainure 205A r.2 ou gorge sur une portion de ladite âme 205A r. Dans le reste de la description de la , seul le terme de rainure sera employé par souci de simplification, et peut désigner, de manière indifférenciée, une rainure ou une gorge. Préférentiellement, l’âme rigide 205Arcomprend deux rainures 205A r.2 situées en vis-à-vis l’une de l’autre, chaque rainure 205A r.2 étant formée dans l’une des faces 205Ar.1 de l’âme 205Ar, donc de chaque côté de ladite âme 205Ar.
Dans chaque rainure 205Ar.2, le revêtement externe 205Rforme un joint d’étanchéité 205R j. Ainsi, lorsque l’âme rigide 205Arne comprend qu’une seule rainure 205A r.2, un seul joint d’étanchéité 205Rjest monté dans ladite rainure 205A r.2. Ce joint d’étanchéité 205R jest donc retrouvé sur une face 205Ar.1 de la portion de l’âme rigide 205Ardans laquelle se situe la rainure 205A r.2. Alternativement, lorsque l’âme rigide 205A rcomprend deux rainures 205A r.2, chaque rainure 205A r.2 accueille un joint d’étanchéité 205Rjselon l’invention, le joint 205Rj étant alors positionné sur chacune des faces 205Ar.1 de l’âme 205Ar.
Avantageusement, le joint d’étanchéité 205Rjest un joint torique ayant un diamètre compris entre 0.8mm et 2mm. Plus préférentiellement, la rainure 205Ar.2 de l’âme rigide 205Arprésente une hauteur comprise entre 60% et 80% de la hauteur ou diamètre du joint d’étanchéité 205Rj. Préférentiellement, le joint d’étanchéité 205Rjprésente une largeur comprise entre 1.2 et 1.8 fois le diamètre du joint d’étanchéité 205Rj. Ainsi, de manière particulièrement préférée, le diamètre du joint 205Rjdoit être légèrement supérieur à la hauteur de la rainure 205Ar.2, de manière à ce que ledit joint 205Rjpuisse être inséré dans la rainure 205Ar.2 par écrasement, sans risquer le déplacement ou la sortie du joint 205Rjde la rainure 205Ar.2. Le joint 205Rjpourra alors s’étendre légèrement en dehors de la rainure 205Ar.2, de manière à pouvoir exercer sa fonction d’étanchéité. Plus préférentiellement encore, le diamètre du joint 205Rjdoit être inférieur à la largeur de ladite rainure 205Ar.2, de façon à ce que seule une portion du joint 205R jne sorte de la rainure 205Ar.2 après son insertion.
Alternativement, une des faces 205Ar.1 de l’âme rigide 205Arpeut présenter une rainure 205Ar.2 avec un joint d’étanchéité 205Rj, la deuxième face 205Ar.1 pouvant être recouverte par une couche d’élastomère selon le deuxième mode de réalisation de l’invention. La même fonction d’étanchéité au fluide caloporteur, de part et d’autre de l’espaceur 205 et au contact des deux cellules adjacentes, pourra être obtenue. Ce mode de réalisation peut également être combiné avec le mode de réalisation décrit aux figures 1 à 5.
La est un schéma représentant une coupe de l’âme rigide de l’espaceur selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. Cette figure reprend la numérotation des figures précédentes pour les éléments identiques ou similaires, la numérotation étant toutefois incrémentée de 100 par rapport à la . Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec les modes de réalisation précédents de l’invention.
Dans ce mode de réalisation, la portion de l’âme rigide 305Arde l’espaceur 305 comprend deux rainures 305A r.2 ou gorges situées l’une au-dessous de l’autre et sur chacune des faces 305Ar.1 de l’âme 305Ar, donc sur chacun des côtés de ladite âme 305Ar. Dans le reste de la description de la , par souci de simplification, seul le terme de rainure sera employé, et peut désigner, de manière indifférenciée, une rainure ou une gorge.
Similairement au mode de réalisation précédent, chaque rainure 305Ar.2 comprend le revêtement externe 305R, et plus précisément le joint d’étanchéité 305Rj. Ce joint d’étanchéité 305Rjest donc retrouvé sur les deux faces 305Ar.1 de la portion de l’âme rigide 305Ar.
Avantageusement, le joint d’étanchéité 305Rjest un joint torique, avec un diamètre compris entre 0.8mm et 2mm. Plus préférentiellement, la rainure 305A r.2 de l’âme rigide 305A rprésente une hauteur comprise entre 60% et 80% de la hauteur ou diamètre du joint d’étanchéité 305Rj. Préférentiellement, le joint d’étanchéité 305Rjprésente une largeur comprise entre 1.2 et 1.8 fois le diamètre du joint d’étanchéité 305Rj. Ainsi, de manière particulièrement préférée, le diamètre du joint 305Rjdoit être légèrement supérieur à la hauteur de la rainure 305Ar.2, de manière à ce que ledit joint 305Rjpuisse être inséré dans la rainure 305Ar.2 par écrasement, sans risquer le déplacement ou la sortie du joint 305Rjde la rainure 305Ar.2. Le joint 305Rjpourra alors s’étendre légèrement en dehors de la rainure 305Ar.2, de manière à pouvoir exercer sa fonction d’étanchéité. Plus préférentiellement encore, le diamètre du joint 305Rjdoit être inférieur à la largeur de ladite rainure 305Ar.2, de façon à ce que seule une portion du joint 305R jne sorte de la rainure 305Ar.2 après son insertion. Ce mode de réalisation de l’invention est particulièrement adapté si la largeur totale de l’espaceur 305 n’est pas suffisante pour accueillir deux joints d’étanchéité 305Rjface à face. Ainsi, ce mode de réalisation est adapté si l’on souhaite par exemple utiliser un espaceur 305 plus fin (d’une largeur d’environ 1mm par exemple).
La représente une vue de l’espaceur selon un cinquième mode de réalisation de l’invention. Cette figure reprend la numérotation des figures précédentes pour les éléments identiques ou similaires, la numérotation étant toutefois incrémentée de 100 par rapport à la . Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec les modes de réalisation précédents de l’invention.
Les espaceurs des quatre premiers modes de réalisation de l’invention sont généralement prévus pour être clipsés sur la cellule. De manière alternative, ces espaceurs peuvent être collés. L’espaceur 405 selon le cinquième mode de réalisation de l’invention est conçu pour être collé sur l’une des grandes faces latérales 403A.3 de la cellule 403A, préférentiellement la première grande face latérale 403A.3a de ladite cellule 403A.
Pour que cet espaceur 405 puisse être collé le plus efficacement possible, il est préférable qu’il soit formé d’une pluralité de segments, ou d’éléments indépendants (405D.1, 405D.2). Ainsi, la pluralité de segments sont distincts les uns des autres, et les éléments indépendants (405D.1, 405D.2) sont sans connexion entre eux. Les éléments indépendants (405D.1, 405D.2) peuvent être formés par un premier élément 405D.1 et un deuxième élément 405D.2. Plus particulièrement, chaque élément (405D.1, 405D.2) présente des segments verticaux (405D.1a, 405D.2a) et longitudinaux (405D.1b, 405D.2b), de manière à définir une partie du circuit de circulation 401B du fluide caloporteur au sein de l’espaceur 405. La circulation dudit fluide est préférentiellement réalisée du bas vers le haut, entre les deux grandes faces latérales 403A.3 de deux cellules 403A adjacentes.
Avantageusement, le premier élément 405D.1 présente un segment vertical 405D.1a configuré pour être positionné contre une première extrémité latérale 403A.3aiii de la première grande face latérale 403A.3a de la cellule 403A. Deux segments longitudinaux 405D.1b s’étendent depuis le segment vertical 405D.1a le long de la première grande face latérale 403A.3a, le premier élément 405D.1 étant préférentiellement conçu pour être positionné au milieu de la grande face latérale 403A.3a.
Préférentiellement, le deuxième élément 405D.2 présente un segment vertical 405D.2a configuré pour être positionné contre une deuxième extrémité latérale 403A.3aiiii de la première grande face latérale 403A.3a de la cellule 403A. Trois segments longitudinaux 405D.2b s’étendent depuis le segment vertical 405D.2a le long de la première grande face latérale 403A.3a, le deuxième élément 405D.2 étant préférentiellement conçu pour encadrer, au moins partiellement, le premier élément 405D.1. Deux des segments longitudinaux 405D.2b s’étendent au niveau des extrémités supérieure 403A.3ai et inférieure 403A.3aii de la première grande face latérale 403A.3a de la cellule 403A, le troisième segment longitudinal 405D.2b s’étendant entre les segments longitudinaux 405D.1b du premier élément 405D.1.
Ces deux éléments (405D.1, 405D.2) pourront, une fois collés sur l’une des grandes faces latérales 403A.3 d’une cellule 403A, délimiter une partie de circuit de circulation 401B qui, comme précédemment, permettra le passage du fluide caloporteur à la surface des cellules 403A adjacentes, donc le refroidissement desdites cellules 403A. Du fait du collage des éléments (405D.1, 405D.2) directement sur la cellule 403A, l’espaceur 405 présente naturellement des orifices 405D.3 nécessaires au déplacement du fluide caloporteur vers et depuis les parties du circuit de circulation 401B, vers et depuis les collecteurs d’entrée ou de sortie du fluide (les collecteurs n’étant pas représentés sur cette figure).
Ainsi, les espaceurs 405 selon ce mode de réalisation sont plus simples : ils ne possèdent qu’une zone d’appui principale 405A, ils sont donc plus faciles et plus rapides à produire. Ils permettent également d’éviter l’utilisation d’un élastomère tout en gardant une bonne étanchéité de l’espaceur 405, ils sont donc moins coûteux à produire.
Le collage de l’espaceur 405 sur la grande face latérale 403A.3 de la cellule 403A peut être réalisé par n’importe quelle méthode connue de l’homme du métier. Les caractéristiques décrites aux autres modes de réalisation peuvent être facilement combinées avec les caractéristiques de ce mode de réalisation de l’invention.
Les figures 10 et 11 montrent des vues de l’espaceur dans un boîtier de bloc batterie, selon deux variantes d’un sixième mode de réalisation de l’invention. Ces figures reprennent la numérotation des figures précédentes pour les éléments identiques ou similaires, la numérotation étant toutefois incrémentée de 100 par rapport à la . Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec les modes de réalisation précédents de l’invention.
Dans les deux variantes de réalisation qui suivent, l’espaceur 505 comprend la zone d'appui principale 505A configurée pour venir en appui contre la grande face latérale 503A.3 de la cellule 503A, et les deux zones d'appui latérales 505B configurées pour venir en appui contre les petites faces latérales de ladite cellule 503A (les petites faces latérales n’étant pas visibles à la ). Plusieurs cellules 503A forment le bloc batterie 503, qui est lui-même positionné dans le boîtier 501A. Sur ces figures, les deux grandes parois latérales 501A.1 du boîtier 501A sont également indiquées.
Comme précédemment, le dispositif de régulation thermique 501 comprend le circuit de circulation 501B du fluide caloporteur. En revanche, la partie du circuit de circulation 501B du fluide caloporteur formée dans l’espaceur 505 présente des sections de circulation 501B.1 à largeurs variables. Ces sections 501B.1 sont formées avantageusement par un ou des segments longitudinaux 505A.1 ou verticaux 505A.2 de l’espaceur 505. Avantageusement, les sections de circulation 501B.1 du circuit de circulation 501B présentent une largeur décroissante depuis le collecteur d’entrée 501C vers le collecteur de sortie 501D. De manière préférentielle, cette décroissance peut être graduelle ou continue. La largeur décroissante des sections de circulation 501B.1 est comprise entre -20% et -80%, et préférentiellement comprise entre -40% et -60%.
Le boîtier 501A de la comprend les deux collecteurs d’entrée 501C et de sortie 501D, chaque collecteur (501C, 501D) étant respectivement positionné sur l’une des deux grandes parois latérales 501A.1 du boîtier 501A. Chacune des zones d’appui latérales 505B de l’espaceur 505 comprend au moins un orifice supérieur 505B.2, l’orifice 505B.2 de la première zone d’appui latérale 505B.3 permettant l’entrée du fluide caloporteur dans la partie du circuit de circulation 501B de l’espaceur 505, et l’orifice supérieur 505B.2 de la deuxième zone d’appui latérale 505B.4 permettant la sortie du fluide caloporteur de la partie du circuit de circulation 501B positionné sur l’espaceur 505. De plus, l’espaceur 505 présente des segments verticaux 505A.2 qui vont délimiter les sections de circulation 501B.1, lesdits segments 505A.2 se rapprochant de plus en plus à mesure qu’ils sont positionnés à proximité du collecteur de sortie 501D.
Dans le cas du boîtier 501A de la , le positionnement des collecteurs (501C, 501D) est réalisé sur une seule grande paroi latérale 501A.1 dudit boîtier 501A. L’une des zones d’appui latérales 505B de l’espaceur 505 présente, en outre, au moins un orifice supérieur 505B.2 et un orifice inférieur 505B.1, chacun des orifices (505B.1, 505B.2) étant adapté pour permettre le passage du fluide caloporteur. Préférentiellement, l’orifice inférieur 505B.1 permet l’entrée du fluide dans la partie du circuit de circulation 501B située sur l’espaceur 505, et l’orifice supérieur 505B.2 permettent la sortie dudit fluide de la partie du circuit de circulation 501B de l’espaceur 505.
Dans cet espaceur 505 de la , les sections de circulation 501B.1 diminuent également de largeur à mesure que l’on se rapproche du collecteur de sortie 501D. Ceci est dû à la présence, sur cet espaceur 505, des segments longitudinaux médians 505A.1c qui s’étendent dans la partie ajourée de la section de circulation 501B.1 et entre les segments longitudinaux supérieur 505A.1a et inférieur 505A.1b. Les sections de circulations 501B.1 sont agencées de façon à former une partie du circuit de circulation 501B forcée du fluide caloporteur entre les cellules 503A adjacentes.
Ainsi, l’espaceur 505 selon les deux variantes de réalisation de l’invention présente un fonctionnement différent selon l’activation ou non de la pompe du dispositif de régulation thermique 501.
Lorsque la pompe du dispositif de régulation thermique 501 est fonctionnelle (la pompe n’étant pas visible sur les figures 10 et 11), la diminution de la taille des sections de circulation 501B.1 dans ces deux variantes de réalisation permet l’augmentation de la vitesse du fluide caloporteur, tout en augmentant la turbulence du fluide. Un refroidissement efficace des grandes faces latérales 503A.3 des cellules 503A est alors maintenue.
Mais lorsque la pompe du dispositif de régulation thermique 501 n’est pas active (en cas d’emballement thermique, par exemple), l’échauffement du fluide caloporteur permet malgré tout son déplacement. En effet, la variation de densité entre le fluide chaud qui s’élève par rapport au fluide froid va permettre un refroidissement d’une partie de la chaleur générée par la cellule 503A. La diminution de la largeur des sections de circulation 501B.1 permet alors de favoriser l’écoulement du fluide et améliore également le refroidissement de la cellule 503A.
Les figures 12, 13 et 14 montrent, respectivement, une vue en coupe d’un dispositif de régulation thermique, d’une vue en perspective d’un espaceur et d’une vue en coupe dudit dispositif avec les collecteurs positionnés d’un même côté du boîtier, selon un septième mode de réalisation de l’invention. Ces figures reprennent la numérotation des figures précédentes pour les éléments identiques ou similaires, la numérotation étant toutefois incrémentée de 100 par rapport au sixième mode de réalisation de l’invention. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec les modes de réalisation précédents de l’invention.
Dans ce mode de réalisation, le bloc batterie 603 présente deux ou plusieurs rangées de cellules (603A, 603A’) accolées. Sur la , le bloc batterie 603 est composé de deux rangées de cellules (603A, 603A’) accolées côte-à-côte.
Pour permettre la tenue des cellules (603A, 603A’) et l’écoulement homogène le long de leurs grandes faces latérales (603A.3, 603A’.3), les segments (605A.1, 605A.2) de l’espaceur 605 sont conformés de manière à créer un ou des circuits de circulation 601B forcée présentant chacun une ou plusieurs passes, comme dans le cas d’un espaceur pour une seule cellule décrit précédemment.
Avantageusement, pour que la température soit la plus homogène possible, chaque circuit 601B (et chacune de ses passes) s’étend – ou est à cheval - sur les deux grandes faces latérales (603A.3, 603A’.3) des cellules (603A, 603A’) disposées côte-à-côte.
L’espaceur 605 forme une étanchéité au fluide tout le long du circuit 601B comme avec un espaceur pour une seule cellule décrit précédemment.
Sur les figures 12, 13 et 14, l’espaceur 605 comprend une nervure médiane 605A.3 qui s’étend dans la hauteur des cellules (603A, 603A’) et qui s’installe en usage entre les extrémités latérales des grandes faces latérales (603A.3, 603A’.3). Cette nervure médiane 605A.3 remplit ainsi l’espace entre les deux cellules (603A, 603A’) et forme étanchéité entre lesdites cellules (603A, 603A’). Des ouvertures 605A.3a sont ménagées dans la nervure médiane 605A.3 de manière à autoriser la circulation du fluide entre les grandes faces latérales (603A.3, 603A’.3).
La nervure médiane 605A.3 permet en outre une distanciation des cellules (603A, 603A’) disposées côte-à-côte et joue un rôle mécanique contre le gonflement desdites cellules (603A, 603A’) induit par leur montée en température. Elle contribue à maintenir davantage les cellules (603A, 603A’) en compression sous l’effet de ce gonflement, ce qui assure une capacité maximale desdites cellules (603A, 603A’).
L’étanchéité entre les cellules (603A, 603A’) est particulièrement avantageuse lorsque les collecteurs d’entrée/sortie de fluide (601C, 601D) sont disposés latéralement et d’un seul côté du bloc batterie 603, comme illustré sur la . L’orifice inférieur 605B.1 d’entrée et l’orifice supérieur 605B.2 de sortie ( ) du circuit 601B sont alors aménagés dans l’espaceur 605, au niveau d’une nervure, ou d’une zone d’appui latérale, située au bord de la cellule.
Selon un autre mode de réalisation, les segments (605A.1, 605A.2) peuvent être aménagées de sorte à former un premier circuit qui serpente le long de la grande face latérale 603A.3 de la première cellule 603A et un deuxième circuit qui serpente le long de la grande face latérale 603A’.3 de la deuxième cellule 603A’. La communication entre les deux circuits peut être réalisée au niveau de la paroi supérieure 601A.3 (plus particulièrement au niveau de la zone des busbars) ou de la paroi inférieure 601A.4 du boîtier 601A. Ce mode de réalisation à l’avantage de ne pas nécessiter d’étanchéité entre les cellules (603A, 603A’), mais n’est pas optimal en termes d’homogénéité de température du fait que le fluide arrive plus chaud sur la deuxième cellule 603A’ que sur la première cellule 603A.
Sur la , les collecteurs d’entrée/sortie de fluide (601C, 601D) sont disposés latéralement et d’un seul côté du bloc batterie 603. Pour assurer l’alimentation d’une ou plusieurs cellules 603A situées aux extrémités du bloc batterie 603, le collecteur d’entrée 601C et/ou le collecteur de sortie 601D peuvent être prolongés et coudés de manière à déboucher directement dans le circuit 601B formé au niveau d’au moins une desdites cellules d’extrémité.
L’agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l’invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à ces éléments et/ou moyens et/ou étapes, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l’invention.
En outre, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être généralisées aux autres modes de réalisation, même si ce ou ces caractéristiques sont décrites seulement en combinaison avec d’autres caractéristiques.
L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
Claims (17)
- Espaceur (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605) inter-batterie destiné à espacer une première et une deuxième cellules (3A ; 403A ; 503A ; 603A, 603A’) de batterie adjacentes dans un boîtier (1A ; 501A ; 601A) de cellules (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’) de batterie d’un véhicule,
les première et deuxième cellules (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’) de batterie, de préférence sensiblement identiques, étant configurées pour se présenter chacune sous la forme d’un parallélépipède rectangle disposant de deux grandes faces latérales (3A.3 ; 403A.3 ; 503A.3 ; 603A.3, 603A’.3),
la première et la deuxième cellules (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’) de batterie étant configurées pour être alignées et adjacentes respectivement au niveau d’une de leurs grandes faces latérales (3A.3 ; 403A.3 ; 503A.3 ; 603A.3, 603A’.3),
caractérisé en ce que l’espaceur (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605) est configuré pour venir se positionner au contact de la première cellule (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’) de batterie, ledit espaceur (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605) comprenant au moins un segment longitudinal (5A.1, 5A.1a, 5A.1b, 5A.1c ; 505A.1, 505A.1a, 505A.1b, 505A.1c ; 605A.1) s’étendant le long de la grande face latérale (3A.3 ; 403A.3 ; 503A.3 ; 603A.3, 603A’.3) adjacente à la deuxième cellule (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’) de batterie de sorte que ledit segment (5A.1, 5A.1a, 5A.1b, 5A.1c ; 505A.1, 505A.1a, 505A.1b, 505A.1c ; 605A.1) soit configuré pour venir en contact avec la deuxième cellule (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’) de batterie adjacente, et
en ce quel’espaceur (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605) est constitué d’une âme rigide (5Ar; 105Ar; 205Ar; 305Ar) et d’un revêtement externe déformable (5R; 105R; 205R; 305R) recouvrant au moins une portion de ladite âme (5Ar; 105Ar; 205Ar; 305Ar) de manière à assurer l’étanchéité à un fluide caloporteur de ladite portion lorsque cette portion est en appui contre l’une et/ou l’autre de la première ou de la deuxième cellule (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’) de batterie. - Espaceur (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605) selon la revendication 1, dans lequel l’espaceur (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605) est configuré pour former au moins en partie un circuit de circulation (1B ; 401B ; 501B ; 601B) du fluide caloporteur.
- Espaceur (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605) selon la revendication 1ou 2, dans lequel l’âme rigide (5Ar; 105Ar; 205Ar; 305Ar) est en polymère, avantageusement en polyamide.
- Espaceur (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le revêtement externe (5R; 105R; 205R; 305R) consiste en un élastomère disposé sur au moins une face (105Ar.1 ; 205Ar.1 ; 305Ar.1) de l’âme rigide (5Ar; 105Ar; 205Ar; 305Ar), avantageusement en fluoroélastomère.
- Espaceur (105) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le revêtement externe (105R) consiste en une couche d’élastomère.
- Espaceur (205 ; 305) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le revêtement externe (205R; 305R) consiste, sur au moins une face (205Ar.1 ; 305Ar.1) de l’âme rigide (205Ar; 305Ar), en un joint (205Rj; 305Rj) dit d’étanchéité, la portion de l’âme (205Ar; 305Ar) comportant alors une rainure (205Ar.2 ; 305Ar.2) ou une gorge destinée à accueillir ce joint d’étanchéité (205Rj; 305Rj).
- Espaceur (205 ; 305) selon la revendication 6 , dans lequel la rainure (205Ar.2 ; 305Ar.2) ou la gorge présente une hauteur comprise entre 60% et 80% de la hauteur ou du diamètre du joint d’étanchéité (205Rj; 305Rj), et une largeur comprise entre 1,2 et 1,8 fois la largeur ou le diamètre du joint d’étanchéité (205Rj; 305Rj).
- Espaceur (205) selon l’une des revendications 6 ou 7, dans lequel la portion de l’âme (205Ar) présente deux rainures (205Ar.2) ou gorges situées en vis-à-vis de chaque côté de l’âme (205Ar), ou la portion de l’âme (305Ar) présente deux rainures (305Ar.2) ou gorges situées en décalé l’une par rapport à l’autre, de chaque côté de l’âme (305Ar).
- Espaceur (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’espaceur (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605) est configuré pour être clipsé sur la première cellule (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’) de batterie ou collé sur au moins une cellule (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’) de batterie.
- Espaceur (405) selon la revendication 9, dans lequel, lorsque l’espaceur (405) est collé, l’espaceur (405) est formé d’une pluralité de segments ou d’éléments indépendants (405D.1, 405D.2).
- Dispositif de régulation thermique (1 ; 501) d’un bloc batterie (3 ; 503 ; 603) d’un boîtier (1A ; 501A ; 601A) de véhicule, ledit dispositif (1 ; 501) comprenant :
- le bloc batterie (3 ; 503 ; 603),
- le boîtier (1A ; 501A ; 601A) formant une enceinte étanche à un fluide caloporteur et comprenant un circuit de circulation (1B ; 401B ; 501B ; 601B) du fluide caloporteur, lequel boîtier (1A ; 501A ; 601A) est apte à loger le bloc batterie (3 ; 503 ; 603), lequel bloc (3 ; 503 ; 603) comporte au moins deux cellules (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’) de batterie,
- un espaceur (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605) permettant d’espacer les deux cellules (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’) de batterie adjacentes,
- Dispositif de régulation thermique (1 ; 501) selon la revendication 11, dans lequel le bloc batterie (3 ; 503 ; 603) comprend N cellules (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’) de batterie adjacentes, dont deux cellules d’extrémité (3A.1) disposées chacune au niveau d’une paroi d’extrémité (1A.2) du boîtier (1A ; 501A ; 601A), N étant un nombre entier supérieur à 3, et comprenant au moins N-1 espaceurs (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605), de préférence N+1 espaceurs (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605).
- Dispositif de régulation thermique (1 ; 501) selon la revendication 12, dans lequel :
- un espaceur (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605) est installé entre chaque cellule (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’) adjacente à une autre cellule (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’),
- un espaceur (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605) est installé entre chaque paroi d’extrémité (1A.2) du boîtier (1A ; 501A ; 601A) et la cellule d’extrémité (3A.1) dont une grande face latérale (3A.3 ; 403A.3 ; 503A.3 ; 603A.3, 603A’.3) est adjacente à ladite paroi (1A.2),
- les espaceurs (5 ; 105 ; 205 ; 305 ; 405 ; 505 ; 605) sont en contact avec les grandes faces latérales (3A.3 ; 403A.3 ; 503A.3 ; 603A.3, 603A’.3) adjacentes desdites cellules (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’) de batterie de sorte que toutes les grandes faces latérales (3A.3 ; 403A.3 ; 503A.3 ; 603A.3, 603A’.3) des cellules (3A ; 403A ; 503A; 603A, 603A’) sont refroidies par le circuit de circulation (1B ; 401B ; 501B ; 601B) du fluide caloporteur.
- Dispositif (501) selon l’une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel le circuit de circulation (501B) du fluide caloporteur comprend des sections de circulation (501B.1) du fluide de largeur variable, de préférence ces sections de circulation (501B.1) de largeur variable étant formées par un ou des segments longitudinaux (505A.1, 505A.1a, 505A.1b, 505A.1c) de l’espaceur (505).
- Dispositif (501) selon l’une quelconque des revendications 11 à 14, dans lequel le circuit de circulation (501B) du fluide caloporteur comprend des sections de circulation (501B.1) du fluide de largeur décroissante, de préférence graduelle ou continue, depuis un collecteur d’entrée (501C) vers un collecteur de sortie (501D).
- Dispositif (601) selon l’une quelconque des revendications 11 à 15, dans lequel :
- le bloc batterie (603) comprend deux ou plusieurs rangées de cellules (603A, 603A’) accolées côte-à-côte,
- chaque espaceur (605) comprend des segments (605A.1, 605A.2) conformés de manière à créer un ou des circuits de circulation forcée (601B), chaque dit circuit présentant une ou plusieurs passes à cheval sur les deux grandes faces latérales (603A.3, 603A’.3) de deux cellules (603A, 603A’) disposées côte-à-côte,
- chaque espaceur (605) comprend une nervure médiane (605A.3) qui s’étend dans la hauteur desdites cellules (603A, 603A’) et qui s’installe, en usage, entre des extrémités latérales desdites grandes faces latérales (603A.3, 603A’.3), de sorte que ladite nervure médiane (605A.3) remplisse l’espace entre les deux cellules et forme étanchéité entre lesdites cellules.
- Dispositif selon la revendication 16, dans lequel des ouvertures (605A.3a) sont ménagées dans la nervure médiane (605A.3) de manière à autoriser la circulation du fluide entre les grandes faces latérales (603A.3, 603A’.3) de deux cellules (603A, 603A’) disposées côte-à-côte.
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