FR3166202A1 - Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement - Google Patents

Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement

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Lionel Robillon
Julien Veron
Fabienne Tourneux
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Abstract

Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement L’invention concerne un dispositif de régulation thermique (1), notamment de refroidissement, pour composant électrique (100) susceptible de dégager de la chaleur, ce dispositif comportant une plaque supérieure (2), une plaque intermédiaire (3) et une plaque inférieure (4), la plaque intermédiaire (3) étant assemblée en étant intercalée entre la plaque supérieure (2) et la plaque inférieure (4), pour former ensemble une pluralité de canaux (5) de circulation pour un fluide caloporteur, les canaux (5) s’étendant entre une zone d’entrée de fluide et une zone de sortie de fluide, dispositif de régulation thermique dans lequel la plaque intermédiaire (3) comporte une pluralité de barreaux (10) qui présentent chacun un pourtour délimitant au moins partiellement au moins l’un des canaux (5), et deux barreaux (10) de part et d’autre du canal (5) étant reliés entre eux par au moins un pont de matière (20) qui s’étend de manière localisée en travers du canal (5) entre ces barreaux (10). Figure pour l’abrégé : Figure 1

Description

Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement
La présente invention concerne un dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement, notamment pour composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment un dispositif de refroidissement d’au moins une batterie ou cellules de batterie de véhicule, par exemple un véhicule automobile.
Le véhicule peut être de type terrestre, maritime ou aérien.
Dans le domaine des systèmes de refroidissement pour batteries, certains systèmes utilisent une boucle directe avec du CO2 (R744) comme fluide réfrigérant. Le CO2 (R744) utilisé comme fluide réfrigérant opère à des pressions de fonctionnement très élevées, souvent supérieures à 100 bars ou 200 bars, voire 250 bars. Le système doit être capable de résister à une pression d'éclatement supérieure à 200 bars ou 250 bars, voire 300 bars.
L’invention vise notamment à répondre ce besoin.
L’invention propose ainsi un dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement, pour composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, ce composant étant notamment une batterie, ce dispositif comportant une plaque supérieure, une plaque intermédiaire et une plaque inférieure, la plaque intermédiaire étant assemblée en étant intercalée entre la plaque supérieure et la plaque inférieure, pour former ensemble une pluralité de canaux de circulation pour un fluide caloporteur, notamment un fluide réfrigérant notamment de type R744, les canaux s’étendant entre une zone d’entrée de fluide et une zone de sortie de fluide, dispositif de régulation thermique dans lequel la plaque intermédiaire comporte une pluralité de barreaux qui présentent chacun un pourtour délimitant au moins partiellement au moins l’un des canaux, et deux barreaux de part et d’autre du canal étant reliés entre eux par au moins un pont de matière qui s’étend de manière localisée en travers du canal entre ces barreaux
Les différentes plaques sont notamment brasées ensemble.
Dans la présente invention, le fait que le pont de matière s'étende de manière localisée en travers du canal signifie que le pont de matière passe seulement dans une partie du canal et ne s'étend pas sur la totalité du canal délimité par ce barreau. Autrement dit, le pont de matière est relativement petit par rapport aux dimensions du canal. Par exemple, le canal présente une longueur mesurée dans le sens de circulation du fluide caloporteur et le pont de matière présente une dimension mesurée suivant le sens de circulation du fluide caloporteur qui est plus petite que la longueur du canal.
Selon l'un des aspects de l'invention, le pont de matière présente une dimension mesurée suivant le sens de circulation du fluide caloporteur qui est plus petite que la longueur du barreau, la longueur étant mesurée suivant le sens de circulation du fluide caloporteur.
Selon l'un des aspects de l'invention, le pont de matière présente une dimension mesurée suivant le sens de circulation du fluide caloporteur qui est au moins 5 fois plus petite, ou au moins 10 fois ou 20 fois plus petite, que la longueur du barreau, la longueur étant mesurée suivant le sens de circulation du fluide caloporteur.
Selon l'un des aspects de l'invention, au moins certains des barreaux sont en contact avec le reste de la plaque intermédiaire seulement par le ou les ponts de matière.
Selon l'un des aspects de l'invention, le barreau présente une section pleine de matière. Autrement dit, le barreau n’est pas ajouré.
La présente invention permet de renforcer/rigidifier mécaniquement l’assemblage de plaques, tout le long des canaux, grâce aux barreaux qui délimitent les canaux, pour tenir des pressions d'éclatement élevées qui peuvent être supérieures à 200 bars ou 250 bars, notamment dans le cas d'utilisation d'un réfrigérant de type R744.
Dans la présente invention, les canaux sont de section transversale relativement petite, et offre une bonne tenue mécanique le long de ces canaux grâce aux barreaux, sur l'ensemble du dispositif de régulation thermique. Ainsi, dans l’invention, le renforcement mécanique ne se fait pas seulement sur une partie, par exemple l’entrée ou la sortie de fluide, du dispositif de régulation thermique, mais dans sa globalité.
Les barreaux permettent d'avoir de grandes surfaces de brasage avec la plaque inférieure et la plaque supérieure, ce qui crée une bonne tenue mécanique.
L’épaisseur des barreaux permet l’équilibrage des canaux entre eux.
Selon l'un des aspects de l'invention, la plaque intermédiaire avec les barreaux qui la composent, est brasée avec la plaque inférieure et la plaque supérieure.
Les ponts de matière dans l'invention ont un rôle de tenir les barreaux entre eux, notamment avant assemblage avec les deux plaques inférieure et supérieure, et n'ont pas un rôle significatif de rigidification de l'ensemble du dispositif de régulation thermique. Cette rigidification est principalement obtenue par les barreaux qui sont brasées sur la plaque inférieure et plaque supérieure.
Selon l'un des aspects de l'invention, la plaque intermédiaire est insérée (prise en sandwich) entre la plaque inférieure et la plaque supérieure qui sont notamment planes et la hauteur des canaux est égal à l'épaisseur de la plaque intermédiaire.
Selon l'un des aspects de l'invention, la plaque supérieure et la plaque inférieure sont planes, étant dépourvues de zones embouties.
Selon un autre des aspects de l'invention, la plaque inférieure est une plaque emboutie, et la plaque supérieure est une plaque plane. Ceci permet une rigidification tout en gardant un grand volume de fluide.
Selon l'un des aspects de l'invention, les différentes plaques sont des plaques découpées, notamment la plaque intermédiaire est une plaque découpée pour former les barreaux.
Selon l'un des aspects de l'invention, les canaux s'étendent sur la majeure partie, notamment plus de 75%, de la circulation de fluide entre l'entrée de fluide et la sortie de fluide, voire sur sensiblement la totalité de la circulation de fluide entre l'entrée de fluide et la sortie de fluide.
Autrement dit, les canaux ne sont pas limités à une petite zone du trajet de fluide entre l'entrée de fluide et la sortie de fluide.
Selon l'un des aspects de l'invention, les canaux s'étendent de manière parallèle entre eux, au moins sur certains de leurs tronçons.
Selon l'un des aspects de l'invention, la plaque intermédiaire comporte une pluralité de barreaux disposées pour définir entre eux des canaux du dispositif de régulation thermique, ces barreaux étant notamment disposées de manière parallèle entre eux.
Selon l'un des aspects de l'invention, l’un au moins des barreaux présente une forme allongée, et le barreau présente une longueur sensiblement égale à la longueur d’une passe de fluide dans le dispositif de régulation thermique.
Selon l'un des aspects de l'invention, l’un au moins des barreaux présente une forme en serpentin.
Selon l'un des aspects de l'invention, le barreau présente notamment une longueur supérieure à la moitié, ou supérieure à 75%, de la longueur du dispositif de régulation thermique.
Selon l'un des aspects de l'invention, en section transversale dans un plan perpendiculaire au sens de circulation du fluide caloporteur, le ou les canaux présentent une largeur qui est plus petite que la largeur des barreaux.
Selon l'un des aspects de l'invention, la largeur des canaux est comprise entre 0.5 mm et 5 mm, étant par exemple de 2,3 mm.
Dans la présente invention, en section transversale, il y a davantage de section pleine de matière que de section de passage de fluide.
Selon l'un des aspects de l'invention, le pont de matière présente une dimension dans le sens de la circulation de fluide comprise entre 1 mm et 10 mm.
Selon l'un des aspects de l'invention, lorsque la circulation de fluide entre l’entrée de fluide et la sortie de fluide est de type multipasses, les barreaux forment des groupes de barreaux, chaque groupe de barreaux étant configuré pour former des canaux de l’une des passes de fluide.
Notamment, le pont de matière s'étend dans le canal et présente une épaisseur (mesurée perpendiculairement au plan des plaques) qui représente au moins 10% et au plus 55% de la hauteur totale du canal.
L’épaisseur du pont de matière est par exemple de 0,75 mm.
Selon l'un des aspects de l'invention, le pont de matière comporte sur une face tournée vers le canal une concavité. Ceci permet de limiter des contraintes internes.
En variante, le pont de matière comporte une face plane.
Selon l'un des aspects de l'invention, le pont de matière est en retrait des deux faces de la plaque intermédiaire. Autrement dit, lorsque la plaque intermédiaire est interposée entre la plaque inférieure et la plaque supérieure, le pont de matière ne vient pas en contact avec la plaque inférieure ni la plaque supérieure. Le pont de matière est ainsi en retrait de la plaque inférieure et de la plaque supérieure.
Notamment le pont de matière ne sert pas de zone de brasage puisqu'il ne vient pas en contact avec la plaque inférieure ou la plaque supérieure.
Le pont de matière peut être plus proche de la plaque supérieure que de la plaque inférieure, ou vice versa.
En variante, le pont de matière peut être à équidistance de la plaque inférieure et de la plaque supérieure.
Selon l'un des aspects de l'invention, les ponts de matière associée à une rangée de plusieurs canaux parallèles sont disposés suivant une ligne. Cette ligne peut être perpendiculaire aux canaux de la rangée. En variante, la ligne peut être oblique par rapport aux canaux de la rangée.
Dans une autre variante encore, les ponts de matière sont disposés avec un décalage suivant la longueur des canaux lorsque l'on passe d'un canal au canal suivant. Dans ce cas, les ponts de matière sont par exemple disposés en alternance lorsque l'on passe d'un canal au canal voisin. Dans une variante encore, au sein de la rangée de canaux, les ponts de matière peuvent être disposés de manière aléatoire lorsque l'on passe d'un canal au canal suivant.
Selon l'un des aspects de l'invention, les barreaux sont reliés les uns aux autres par un seul pont de matière entre deux barreaux voisins, ou par au moins deux ponts de matière entre deux barreaux voisins et disposés à distance l'un de l'autre dans le sens de la circulation de fluide.
Selon l'un des aspects de l'invention, la plaque intermédiaire comporte un cadre et les barreaux qui définissent les canaux sont reliés au cadre uniquement par lesdits ponts de matière.
Selon l'un des aspects de l'invention, le cadre de la plaque intermédiaire comporte un rebord périphérique qui définit le pourtour extérieur de la plaque intermédiaire.
Selon l'un des aspects de l'invention, les barreaux se raccordent à ce rebord périphérique du cadre par les ponts de matière.
Ainsi la plaque intermédiaire peut être formé par un cadre et des barreaux qui se raccordent à ce cadre par une pluralité de ponts de matière.
Selon l'un des aspects de l'invention, le cadre peut comporter une branche (notamment réalisée par découpe) configurée pour participer à la formation des canaux au sein du dispositif de régulation thermique.
Selon l'un des aspects de l'invention, cette branche, qui est une ramification du rebord périphérique, est notamment configurée pour faire la délimitation entre différentes passes sur le trajet de fluide entre l'entrée de fluide et la sortie de fluide.
Autrement dit, le dessin des canaux sont formés par le cadre et éventuellement une ou plusieurs branches de ce cadre, ainsi que par les barreaux.
Selon l'un des aspects de l'invention, la plaque intermédiaire est faite en un seul morceau, c’est-à-dire réalisé d'un seul tenant. Ceci permet de faciliter le process de fabrication car on manipule un seul ensemble et non des pièces séparées.
En variante, la plaque intermédiaire est formée de plusieurs morceaux qui sont notamment disposés côte à côte pour former la totalité de la plaque intermédiaire.
Dans ce cas, les barreaux de chaque morceau sont maintenus les uns par rapport aux autres par des ponts de matière, disposés par exemple aux deux extrémités de ces barreaux.
La réalisation de la plaque intermédiaire par morceaux permet notamment de standardiser certains des morceaux. Ainsi, pour certaines applications, il est possible d'utiliser des morceaux standards et des morceaux spécifiques.
Les ponts de matière sont issus de la matière d'une plaque initiale et les ponts de matière sont réalisés à l’aide d’un poinçon (punching en anglais).
L’invention a encore pour objet un dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement, pour composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, ce composant étant notamment une batterie, ce dispositif comportant une plaque supérieure, une plaque intermédiaire et une plaque inférieure, la plaque intermédiaire étant assemblée en étant intercalée entre la plaque supérieure et la plaque inférieure, pour former ensemble une pluralité de canaux de circulation pour un fluide caloporteur, notamment un fluide réfrigérant notamment de type R744, les canaux s’étendant entre une zone d’entrée de fluide et une zone de sortie de fluide, dispositif de régulation thermique dans lequel la plaque intermédiaire comporte une pluralité de barreaux qui présentent chacun un pourtour délimitant au moins partiellement au moins l’un des canaux, et les canaux étant configurés pour tenir à des contraintes de pression de fluide supérieur à 130 bars.
La présente invention concerne notamment un dispositif de régulation thermique pour batterie, formée par exemple de cellules cylindriques ou prismatiques.
L’invention a encore pour objet un procédé de fabrication d’un dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement, pour composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, ce composant étant notamment une batterie, ce dispositif comportant une plaque supérieure, une plaque intermédiaire et une plaque inférieure, le procédé comportant les étapes suivantes :
  • placer la plaque intermédiaire intercalée entre la plaque supérieure et la plaque inférieure, pour former ensemble une pluralité de canaux de circulation pour un fluide caloporteur, notamment un fluide réfrigérant notamment de type R744, les canaux s’étendant entre une zone d’entrée de fluide et une zone de sortie de fluide, la plaque intermédiaire comportant une pluralité de barreaux qui présentent chacun un pourtour délimitant au moins partiellement au moins l’un des canaux, et deux barreaux de part et d’autre du canal étant reliés entre eux par au moins un pont de matière qui s’étend de manière localisée en travers du canal entre ces barreaux,
  • braser ensemble la plaque supérieure, la plaque intermédiaire et la plaque inférieure.
Selon l'un des aspects de l'invention, le procédé comporte l’étape de former la plaque intermédiaire de plusieurs morceaux qui sont notamment disposés côte à côte pour former la totalité de la plaque intermédiaire.
L’invention a encore pour objet un système comportant un composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un module de stockage d’énergie électrique, et un dispositif de refroidissement décrit ci-dessus, agencé pour refroidir le composant, ce composant, notamment des cellules de batterie, étant en contact thermique avec la plaque supérieure du dispositif de refroidissement.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
- laFIG. 1illustre, schématiquement et partiellement, en coupe transversale, un dispositif de régulation thermique selon un exemple de réalisation de l’invention ;
- laFIG. 2illustre, schématiquement et partiellement, la plaque intermédiaire du dispositif de régulation thermique de laFIG. 1, de face ;
- laFIG. 3illustre, schématiquement et partiellement, en coupe transversale, un dispositif de régulation thermique selon un autre exemple de réalisation de l’invention ;
- laFIG. 4illustre, schématiquement et partiellement, de face, un dispositif de régulation thermique selon encore un exemple de réalisation de l’invention, dont la plaque intermédiaire est faite en plusieurs morceaux.
On a représenté, sur les figures 1 et 2, un dispositif de régulation thermique 1 pour refroidir des composants électriques susceptibles de dégager de la chaleur lors du fonctionnement, étant ici une batterie 100.
Le dispositif 1 comporte une plaque supérieure 2, une plaque intermédiaire 3 et une plaque inférieure 4 qui sont brasées ensemble.
La plaque intermédiaire 3 est assemblée en étant intercalée entre la plaque supérieure 2 et la plaque inférieure 4, pour former ensemble une pluralité de canaux 5 de circulation pour un fluide caloporteur, ici un fluide réfrigérant notamment de type R744.
Comme on peut le voir sur laFIG. 2, les canaux 5 s’étendent entre une zone d’entrée de fluide 7 et une zone de sortie de fluide 8. Une bride de connexion fluidique 19 peut être connectée à cette entrée 7 et sortie 8 pour assurer des raccordements.
La plaque intermédiaire 3 comporte une pluralité de barreaux 10 qui présentent chacun un pourtour qui contribue à délimiter le ou les canaux 5, et deux barreaux 10 de part et d’autre du canal 5 étant reliés entre eux par au moins un pont de matière 20 qui s’étend de manière localisée en travers du canal 5 entre ces barreaux 10.
Dans la présente invention, le fait que le pont de matière 20 s'étende de manière localisée en travers du canal 5 signifie que le pont de matière 20 passe seulement dans une partie du canal 5 et ne s'étend pas sur la totalité du canal 5. Autrement dit, le pont de matière 20 est relativement petit par rapport aux dimensions du canal 5.
Chaque pont de matière 20 présente une dimension mesurée suivant le sens de circulation du fluide caloporteur qui est plus petite que la longueur du barreau 10, la longueur étant mesurée suivant le sens de circulation du fluide caloporteur.
Par exemple, le pont de matière 20 présente une dimension mesurée suivant le sens de circulation du fluide caloporteur qui est au moins 5 fois plus petite, ou au moins 10 fois ou 20 fois plus petite, que la longueur du barreau 10, la longueur étant mesurée suivant le sens de circulation du fluide caloporteur.
Certains des barreaux 10 sont en contact avec le reste de la plaque intermédiaire 3 seulement par le ou les ponts de matière 20.
Chaque barreau 10 présente une section pleine de matière. Autrement dit, le barreau 10 n’est pas ajouré.
La présente invention permet de renforcer/rigidifier mécaniquement l’assemblage de plaques, tout le long des canaux 5, grâce aux barreaux 10 qui délimitent les canaux 5, pour tenir des pressions d'éclatement élevées qui peuvent être supérieures à 200 bars ou 250 bars, notamment dans le cas d'utilisation d'un réfrigérant de type R744.
Les canaux 5 sont de section transversale relativement petite, et offre une bonne tenue mécanique le long de ces canaux 5 grâce aux barreaux 10, sur l'ensemble du dispositif de régulation thermique.
Les barreaux 10 permettent d'avoir de grandes surfaces de brasage avec la plaque inférieure 4 et la plaque supérieure 2, ce qui crée une bonne tenue mécanique.
L’épaisseur des barreaux 10 qui est mesurée perpendiculairement au plan des plaques, permet l’équilibrage des canaux 5 entre eux.
La plaque intermédiaire 3 avec les barreaux 10 qui la composent, est brasée avec la plaque inférieure 4 et la plaque supérieure 2.
Les ponts de matière 20 dans l'invention ont un rôle de tenir les barreaux 10 entre eux, notamment avant assemblage avec les deux plaques inférieure et supérieure, et n'ont pas un rôle significatif de rigidification de l'ensemble du dispositif de régulation thermique. Cette rigidification est principalement obtenue par les barreaux 10 qui sont brasées sur la plaque inférieure 4 et plaque supérieure 2.
La plaque intermédiaire 3 est insérée (prise en sandwich) entre la plaque inférieure 4 et la plaque supérieure 2 qui sont planes et la hauteur des canaux 5 est égal à l'épaisseur de la plaque intermédiaire 3.
La plaque supérieure 2 et la plaque inférieure 4 sont planes, étant dépourvues de zones embouties.
Dans une variante non illustrée, la plaque inférieure 4 est une plaque emboutie, et la plaque supérieure 2 est une plaque plane. Ceci permet une rigidification tout en gardant un grand volume de fluide.
Les différentes plaques sont des plaques découpées, notamment la plaque intermédiaire 3 est une plaque découpée pour former les barreaux 10.
Les canaux 5 s'étendent sur la majeure partie, notamment plus de 75%, de la circulation de fluide entre l'entrée de fluide et la sortie de fluide, voire sur sensiblement la totalité de la circulation de fluide entre la zone d’entrée de fluide 7 et la zone de sortie de fluide 8.
Autrement dit, les canaux 5 ne sont pas limités à une petite zone du trajet de fluide entre la zone d'entrée de fluide 7 et la zone de sortie de fluide 8.
Les canaux 5 s'étendent de manière parallèle entre eux, sur certains de leurs tronçons.
Dans l’exemple décrit, la plaque intermédiaire 3 comporte une pluralité de barreaux 10 disposées pour définir entre eux les canaux 5 du dispositif de régulation thermique, ces barreaux 10 étant notamment disposées de manière parallèle entre eux.
Chaque barreau 10 présente une forme allongée, et le barreau 10 présente une longueur sensiblement égale à la longueur d’une passe de fluide dans le dispositif de régulation thermique 1.
Le barreau 10 présente notamment une longueur supérieure à la moitié, ou supérieure à 75%, de la longueur LD du dispositif de régulation thermique 1.
En section transversale dans un plan perpendiculaire (section I-I) au sens de circulation du fluide caloporteur, comme on peut le voir sur laFIG. 1, les canaux 5 présentent une largeur WP qui est plus petite que la largeur WB des barreaux 10.
Selon l'un des aspects de l'invention, la largeur des canaux 5 est comprise entre 0,5 mm et 5 mm, étant par exemple de 2,3 mm.
Dans la présente invention, en section transversale, il y a davantage de cumul de sections pleines de matière du fait des barreaux 10 que de cumul de sections de passage de fluide du fait des canaux 5.
Selon l'un des aspects de l'invention, le pont de matière 20 présente une dimension dans le sens de la circulation de fluide comprise entre 1 mm et 10 mm.
La circulation de fluide entre la zone d’entrée de fluide 7 et la zone de sortie de fluide 8 est de type multipasses, les barreaux 10 forment des groupes de barreaux 10, chaque groupe de barreaux 10 étant configuré pour former des canaux 5 de l’une des passes de fluide.
Les canaux 5 passent par des zones de retournement 24 de manière à ce qu’au moins certains des canaux 5 présentent une forme sensiblement en U dans cette zone de retournement 24. Par exemple, trois zones de retournement 24 peuvent être présentes successivement entre la zone d’entrée de fluide 7 et la zone de sortie de fluide 8.
Comme on peut le voir sur laFIG. 2, les zone de retournement 24 sont formées par des barreaux 10u en forme de serpentins (avec de multiples U successifs) qui sont reliés aux barreaux voisins par des ponts de matière 20.
Le pont de matière 20 s'étend dans le canal 5 et présente une épaisseur (mesurée perpendiculairement au plan des plaques) qui représente au moins 10% et au plus 55%de la hauteur totale du canal 5.
L’épaisseur du pont de matière 20 est par exemple de 0,75 mm.
Le pont de matière 20 peut comporter sur une face tournée vers le canal 5 une concavité. Ceci permet de limiter des contraintes internes. En variante, le pont de matière 20 comporte une face plane.
Dans l’exemple de laFIG. 1, le pont de matière 20 est en retrait des deux faces 17 de la plaque intermédiaire 3. Autrement dit, lorsque la plaque intermédiaire 3 est interposée entre la plaque inférieure 4 et la plaque supérieure 2, le pont de matière 20 ne vient pas en contact avec la plaque inférieure 4 ni la plaque supérieure 2. Le pont de matière 20 est ainsi en retrait de la plaque inférieure 4 et de la plaque supérieure 2.
Notamment le pont de matière 20 ne sert pas de zone de brasage puisqu'il ne vient pas en contact avec la plaque inférieure 4 ou la plaque supérieure 2.
Dans l’exemple de laFIG. 1, le pont de matière 20 peut être à équidistance de la plaque inférieure 4 et de la plaque supérieure 2.
En variante, le pont de matière 20 peut être plus proche de la plaque inférieure 4 que de la plaque supérieure 2, comme cela est illustré sur laFIG. 3.
Les ponts de matière 20 associée à une rangée de plusieurs canaux 5 parallèles sont disposés suivant une ligne LI. Cette ligne LI peut être perpendiculaire aux canaux 5 de la rangée, comme dans l’exemple de laFIG. 2.
En variante (non illustrée), les ponts de matière 20 associée à une rangée de plusieurs canaux 5 parallèles sont disposés suivant une ligne oblique par rapport aux canaux 5 de la rangée.
Dans une autre variante encore (non illustrée), les ponts de matière 20 sont disposés avec un décalage suivant la longueur des canaux 5 lorsque l'on passe d'un canal 5 au canal 5 suivant. Dans ce cas, les ponts de matière 20 sont par exemple disposés en alternance lorsque l'on passe d'un canal 5 au canal 5 voisin.
Dans une variante encore, au sein de la rangée de canaux 5, les ponts de matière 20 peuvent être disposés de manière aléatoire lorsque l'on passe d'un canal 5 au canal 5 suivant.
Les barreaux 10 sont reliés les uns aux autres par au moins plusieurs ponts de matière 20 (par exemple au nombre de trois) entre deux barreaux 10 voisins et disposés à distance l'un de l'autre dans le sens de la circulation de fluide.
La plaque intermédiaire 3 comporte un cadre 11 et les barreaux 10 qui définissent les canaux 5 sont reliés au cadre 11 uniquement par lesdits ponts de matière 20.
Le cadre 11 de la plaque intermédiaire 3 comporte un rebord périphérique 14 qui définit le pourtour extérieur de la plaque intermédiaire 3.
Les barreaux 10 se raccordent à ce rebord périphérique 14 du cadre 11 par les ponts de matière 20.
Le rebord périphérique 14 participe à la délimitation des canaux 5.
Ainsi la plaque intermédiaire 3 peut être formé par un cadre 11 et des barreaux 10 qui se raccordent à ce cadre 11 par une pluralité de ponts de matière 20.
Le cadre 11 peut comporter une branche 15 (notamment réalisée par découpe) configurée pour participer à la formation des canaux 5 au sein du dispositif de régulation thermique 1.
Cette branche 15, qui est une ramification du rebord périphérique 14, est notamment configurée pour faire la délimitation entre différentes passes sur le trajet de fluide entre l'entrée de fluide et la sortie de fluide.
Autrement dit, le dessin des canaux 5 sont formés par le cadre et éventuellement une ou plusieurs branches 15 de ce cadre 11, ainsi que par les barreaux 10.
Par exemple, l’une des branches 15 peut présenter une forme globalement en U qui enveloppe deux groupes 10a et 10b de barreaux 10 au centre de la plaque intermédiaire 3. Une autre branche 15a peut être globalement rectiligne et s’étend sur une ligne milieu de la plaque intermédiaire 3.
La plaque intermédiaire 3 est faite en un seul morceau, c’est-à-dire réalisé d'un seul tenant. Ceci permet de faciliter le process de fabrication car on manipule un seul ensemble et non des pièces séparées.
En variante, comme illustré sur laFIG. 4, la plaque intermédiaire 3 est formée de plusieurs morceaux 30a, 30b, 30c qui sont notamment disposés côte à côte pour former la totalité de la plaque intermédiaire 3.
Dans ce cas, les barreaux 10 de chaque morceau sont maintenus les uns par rapport aux autres par des ponts de matière 20, disposés par exemple aux deux extrémités de ces barreaux 10.
Dans l’exemple décrit, le morceaux 30b comprend des tronçons linéaires de canaux 5.
La réalisation de la plaque intermédiaire 3 par morceaux permet notamment de standardiser certains des morceaux, par exemple le morceaux 30b à tronçons linéaires de canaux. Ainsi, pour certaines applications, il est possible d'utiliser des morceaux standards et des morceaux spécifiques.
Les ponts de matière 20 sont issus de la matière d'une plaque initiale et les ponts de matière 20 sont réalisés à l’aide d’un poinçon (appelé « punching » en anglais).

Claims (16)

  1. Dispositif de régulation thermique (1), notamment de refroidissement, pour composant électrique (100) susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, ce composant étant notamment une batterie, ce dispositif comportant une plaque supérieure (2), une plaque intermédiaire (3) et une plaque inférieure (4), la plaque intermédiaire (3) étant assemblée en étant intercalée entre la plaque supérieure (2) et la plaque inférieure (4), pour former ensemble une pluralité de canaux (5) de circulation pour un fluide caloporteur, notamment un fluide réfrigérant notamment de type R744, les canaux (5) s’étendant entre une zone d’entrée de fluide (7) et une zone de sortie de fluide (8), dispositif de régulation thermique dans lequel la plaque intermédiaire (3) comporte une pluralité de barreaux (10) qui présentent chacun un pourtour délimitant au moins partiellement au moins l’un des canaux (5), et deux barreaux (10) de part et d’autre du canal (5) étant reliés entre eux par au moins un pont de matière (20) qui s’étend de manière localisée en travers du canal (5) entre ces barreaux (10).
  2. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le pont de matière (20) présente une dimension mesurée suivant le sens de circulation du fluide caloporteur qui est plus petite que la longueur du barreau (10), la longueur étant mesurée suivant le sens de circulation du fluide caloporteur, notamment le pont de matière (20) présente une dimension mesurée suivant le sens de circulation du fluide caloporteur qui est au moins 5 fois plus petite, ou au moins 10 fois ou 20 fois plus petite, que la longueur du barreau, la longueur étant mesurée suivant le sens de circulation du fluide caloporteur.
  3. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel au moins certains des barreaux (10) sont en contact avec le reste de la plaque intermédiaire (3) seulement par le ou les ponts de matière (20).
  4. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la plaque intermédiaire (3) avec les barreaux (10) qui la composent, est brasée avec la plaque inférieure (4) et la plaque supérieure (2).
  5. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la plaque supérieure (2) et la plaque inférieure (4) sont planes, étant dépourvues de zones embouties.
  6. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, en section transversale dans un plan perpendiculaire au sens de circulation du fluide caloporteur, le ou les canaux (5) présentent une largeur qui est plus petite que la largeur des barreaux (10).
  7. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le pont de matière (20) présente une dimension dans le sens de la circulation de fluide comprise entre 1 mm et 10 mm.
  8. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le pont de matière (20) s'étend dans le canal et présente une épaisseur, mesurée perpendiculairement au plan des plaques, qui représente au moins 10% et au plus 55% de la hauteur totale du canal.
  9. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le pont de matière (20) est en retrait des deux faces de la plaque intermédiaire (3).
  10. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les ponts de matière (20) associée à une rangée de plusieurs canaux (5) parallèles sont disposés suivant une ligne, cette ligne pouvant notamment être perpendiculaire aux canaux (5) de la rangée ou être oblique par rapport aux canaux (5) de la rangée.
  11. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel les ponts de matière (20) sont disposés avec un décalage suivant la longueur des canaux (5) lorsque l'on passe d'un canal (5) au canal (5) suivant.
  12. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les barreaux (10) sont reliés les uns aux autres par un seul pont de matière (20) entre deux barreaux (10) voisins, ou par au moins deux ponts de matière (20) entre deux barreaux (10) voisins et disposés à distance l'un de l'autre dans le sens de la circulation de fluide.
  13. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la plaque intermédiaire (3) est faite en un seul morceau, c’est-à-dire réalisé d'un seul tenant.
  14. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 12, dans lequel la plaque intermédiaire (3) est formée de plusieurs morceaux qui sont notamment disposés côte à côte pour former la totalité de la plaque intermédiaire (3).
  15. Procédé de fabrication d’un dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement, pour composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, ce composant étant notamment une batterie, ce dispositif comportant une plaque supérieure (2), une plaque intermédiaire (3) et une plaque inférieure (4),
    • placer la plaque intermédiaire (3) intercalée entre la plaque supérieure (2) et la plaque inférieure (4), pour former ensemble une pluralité de canaux (5) de circulation pour un fluide caloporteur, notamment un fluide réfrigérant notamment de type R744, les canaux (5) s’étendant entre une zone d’entrée de fluide et une zone de sortie de fluide, la plaque intermédiaire (3) comportant une pluralité de barreaux (10) qui présentent chacun un pourtour délimitant au moins partiellement au moins l’un des canaux (5), et deux barreaux (10) de part et d’autre du canal (5) étant reliés entre eux par au moins un pont de matière (20) qui s’étend de manière localisée en travers du canal (5) entre ces barreaux (10),
    • braser ensemble la plaque supérieure (2), la plaque intermédiaire (3) et la plaque inférieure (4).
  16. Procédé selon la revendication précédente, comportant l’étape de former la plaque intermédiaire (3) de plusieurs morceaux qui sont notamment disposés côte à côte pour former la totalité de la plaque intermédiaire (3).
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FR3112847A1 (fr) * 2020-07-27 2022-01-28 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile
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WO2024156020A1 (fr) * 2023-01-26 2024-08-02 Miba Emobility Gmbh Dispositif de stockage d'énergie

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