WO2003023892A1 - Dispositif de regulation thermique d'un module de batteries pour vehicule automobile - Google Patents

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WO2003023892A1
WO2003023892A1 PCT/FR2002/003042 FR0203042W WO03023892A1 WO 2003023892 A1 WO2003023892 A1 WO 2003023892A1 FR 0203042 W FR0203042 W FR 0203042W WO 03023892 A1 WO03023892 A1 WO 03023892A1
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thermal regulation
enclosure
air
air flow
regulation device
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PCT/FR2002/003042
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Manuel Amaral
Pascal Laffont
Pierre Dumoulin
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles S.A.
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Definitions

  • the present invention relates to a device for thermal regulation of a battery module for a motor vehicle.
  • Certain vehicles, of the hybrid type include a motorization comprising a thermal drive motor and an electric machine making it possible to alternate operating configurations in thermal and electric modes.
  • the electric machine is powered by a battery module.
  • the proper functioning of these batteries depends on the temperature of the air surrounding the module, in particular the ambient temperature outside the vehicle.
  • the air flowing through the battery module comes from inside the vehicle.
  • the chemical reactions in the batteries are inhibited which prevents the latter from delivering the electric power necessary for the proper functioning of the electric machine. It is therefore advisable to start the internal combustion engine so as to raise the temperature of the batteries to approximately 5 ° C. Once this temperature is reached, the batteries are able to deliver the necessary electrical power for the proper functioning of the engine.
  • the object of the invention is to optimize the operation and the service life of the battery module.
  • the subject of the invention is a thermal regulation device, of the aforementioned type, characterized in that it comprises an enclosure, forming means for guiding the air flow, in which are housed the battery module and means for thermal regulation of the air flow comprising a heat transfer liquid / air heat exchanger, the heat transfer liquid comprising water.
  • the heat transfer liquid / air heat exchanger is connected to a heat transfer liquid circuit provided with means for heating this heat transfer liquid;
  • a fan for driving the air flow through the heat transfer liquid / air heat exchanger is housed in the enclosure;
  • the device comprises means for reversing the direction of circulation of the air flow
  • the device comprises temperature sensors arranged upstream and downstream of the battery module intended for the comparison of the values of the air temperature at the upstream and downstream ends of this battery module;
  • the means for thermal regulation of the air flow comprise heating means, for example electric means of heating by effect
  • the heating means include a thermistor, in particular of the PTC (Positive Temperature Coefficient) type;
  • the enclosure is closed in an airtight manner, the air flow circulating in a closed circuit inside the enclosure;
  • the device comprises means for regulating the pressure of the air circulating in the enclosure. ;
  • the pressure regulation means comprise pressure compensation means controlled by a pressure sensor housed in the enclosure;
  • the enclosure is connected to means for circulating air coming from outside the enclosure, the air of the flow guided in the enclosure coming from outside the enclosure.
  • - Figure 1 is a schematic view of a thermal regulation device according to a first embodiment of the invention
  • - Figure 2 is a schematic view of a thermal regulation device according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a schematic view of a thermal regulation device according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a thermal regulation device, according to a first embodiment of the invention, designated by the general reference 10.
  • This device 10 is intended to regulate the temperature of a conventional module 12 of batteries for a motor vehicle, in particular of the hybrid type comprising a motorization comprising a thermal drive motor and an electric machine making it possible to alternate operating configurations in thermal modes and electric.
  • the module 12 generally comprises several battery elements but could if necessary include only one.
  • the device 10 comprises an enclosure 14 which, in this first embodiment of the invention, is closed in an airtight manner.
  • the battery module 12 is housed in the enclosure 14.
  • the latter forms guide means for an air flow circulating in a closed circuit inside the enclosure 14.
  • the air flow is shown diagrammatically by arrows F in FIG. 1. It will be noted that the air flow F circulates through the module 12 of batteries so as to regulate its temperature.
  • the air temperature of the flow F is adjusted using means 16 for thermal regulation of the air flow housed inside the enclosure 14.
  • the thermal regulation means 16 comprise a heat exchanger 18 heat transfer liquid /air. This heat exchanger 18 is connected to a circuit of heat transfer liquid of which there have been shown upstream 20 and downstream 22 branches connected to the heat exchanger 18.
  • the heat transfer liquid is of conventional type and comprises, for example, water which, if necessary, is mixed with an antifreeze.
  • a conventional fan 24, housed in the enclosure 14, is intended to drive the air flow F through the heat exchanger 18.
  • the thermal regulation means 16 also comprise heating means 26, for example electrical means intended to heat the air flow by the Joule effect.
  • These electrical heating means 26 comprise, for example, a conventional thermistor, in particular of PTC type (Positive Temperature Coefficient), used in an operating range such that the power delivered by the thermistor decreases when the temperature increases.
  • PTC type Physical Temperature Coefficient
  • the power supplied by the electric heating means 26 is of the order of 1 kW.
  • a PTC type thermistor providing an electrical power of 1 kW, makes it possible to efficiently heat the battery module by circulation of the air flow and reaching the core of the batteries.
  • means for regulating the pressure of the air flowing in the enclosure 14 are housed in the latter.
  • the pressure regulation means comprise, for example, conventional pressure compensation means 30 controlled by a pressure sensor 32.
  • the battery module 12 is generally capable of producing hydrogen
  • conventional means 34 for absorbing hydrogen are housed in the enclosure 14.
  • the main aspects of the operation of the thermal regulation device 10 are described below. to the invention.
  • the battery module 12 In the cold season, when the temperature of the batteries is close to -18 ° C, the battery module 12 is heated using the heating means 26.
  • the air, contained in the enclosure 14, is driven by the fan 24 through the electrical heating means 26.
  • the flow of heated air passes through the battery module 12 so as to raise the temperature of these batteries to around 5 ° C.
  • the air flow heated by the heating means 26 allows the batteries of the module 12 to quickly reach a temperature for which they are capable of delivering sufficient electrical power allowing activation of the hybrid or pure electric motorization without undesirable stress on the batteries.
  • the heat exchanger 18 heat transfer liquid / air can participate in the heating of the air flow.
  • conventional means 36 for heating the heat transfer liquid are arranged in the upstream branch 20 of the heat transfer liquid circuit. These heating means 36 can be arranged outside or inside the enclosure 14.
  • the means 36 for heating the heat transfer liquid can be used in combination with the air heating means 26 or can replace these heating means 26.
  • the air flow F passing through the heat exchanger 18, makes it possible to cool the module 12 of batteries so as to maintain the temperature of this module 12 below a threshold guaranteeing an optimal lifetime of the batteries.
  • This threshold is for example around 45 ° C.
  • the air flow F is cooled by transfer, via the exchanger 18, of frigories coming from the relatively cold coolant to the air flow F circulating in the enclosure 14.
  • FIG. 2 shows a thermal regulation device according to a second embodiment of the invention.
  • elements similar to those of Figure 1 are designated by identical references.
  • the enclosure 14 is connected to means for circulating air originating from the passenger compartment or from outside the vehicle.
  • the means for circulating the air outside the enclosure 14 include in particular a first opening 38, arranged at through the wall of the enclosure, forming an air inlet coming from the outside of the enclosure 14, and a second opening 40, formed through the wall of the enclosure 14, forming an air outlet towards the exterior of the enclosure 14.
  • the air inlet 38 and outlet 40 are disposed respectively upstream of the heat exchanger 18 and downstream of the battery module 12, considering the direction of flow of the flow F.
  • FIG. 3 shows a thermal regulation device according to a third embodiment of the invention. In this figure, elements similar to those of the previous figures are designated by identical references.
  • This third embodiment is essentially similar to the first embodiment of the invention.
  • temperature sensors 42, 44 are arranged, in the enclosure 14, upstream and downstream of the battery module 12 by considering the direction of the air flow passing through this module 12.
  • These sensors 42, 44 are intended to allow the comparison of the values of the air temperature at the upstream and downstream ends of this module 12 of batteries. Indeed, the temperature difference between the upstream and downstream ends of the battery module 12 adversely influences the life of the batteries.
  • the thermal regulation device comprises means for reversing the direction of circulation, through the module 12 of batteries, of the fluid for regulating the temperature of this module 12.
  • the fluid regulating is the air flow.
  • the means for reversing the direction of circulation of the air flow are formed by the fan 24 which is reversible so as to be able to drive the air flow in two opposite directions.
  • the fan 24 is controlled as a function of the temperature values recorded by the sensors 42, 44.
  • the fan 24 is controlled so as to direct the air flow from the hottest end of the battery module 12 towards the coldest end of this module 12.
  • the direction of entrainment of the air flow is reversed by changing the direction of rotation of the fan 24.
  • Figures 4 and 5 a thermal regulation device according to fourth and fifth embodiments. In these figures, elements similar to those of the previous figures are designated by identical references.
  • the air from the flow F guided into the enclosure 14 comes from outside the enclosure 14 as in the second embodiment.
  • the fan 24 is reversible so as to be able to drive the air flow in two opposite directions through the battery module 12.
  • the fifth embodiment shown in FIG. 5 differs from the fourth embodiment in that the air, forming the fluid for regulating the temperature of the battery module 12, is replaced by a heat transfer liquid.
  • a four-way valve 46 arranged for example outside the enclosure 14, makes it possible to reverse the direction of circulation of the temperature regulation liquid through the module 12 of batteries.
  • the flow of heated air circulating through the battery module 12 makes it possible to rapidly raise the temperature of these batteries to a value allowing proper operation of the electric machine.
  • the duration of temperature rise of the batteries (for example from -18 ° C to + 5 ° C) can be reduced by approximately 40%.
  • the air flow F cooled by the heat exchanger 18, makes it possible to reduce the temperature of the battery module 12 if necessary so as to stabilize it at a value guaranteeing a relatively long lifespan of the batteries.
  • the invention therefore makes it possible to satisfy the electrical needs of a motor vehicle for an ambient temperature outside the vehicle comprised in a larger interval than that permitted by a battery module not benefiting from the invention.
  • the structure of the enclosure is relatively independent from that of the battery module, which promotes standardization.
  • the enclosure 14 is isolated from the passenger compartment so that the thermal regulation of the battery module 12 is relatively independent of the temperature of the passenger compartment.
  • the enclosure 14 not being connected to means for circulating air from the passenger compartment, the device 10 can be more easily standardized to easily adapt to different models of vehicle.
  • the heat transfer liquid circuit, to which the heat exchanger 18 is connected, can optionally be thermally coupled to a heat pump, for example already provided in the vehicle for the air conditioning of the passenger compartment, using a heat transfer fluid such as Freon or carbon dioxide CO 2 .
  • the heat transfer liquid circuit in this case forms an intermediate circuit between a first location of the vehicle, for example a front engine compartment, in which the heat pump is housed, and a second location of this vehicle, for example a rear compartment, in which is housed the enclosure 14 of the thermal regulation device of the battery module 12. It is in fact less restrictive to arrange, at the rear of the vehicle, the heat-transfer liquid circuit, which is generally a water-based mixture, rather than the heat-pump heat-transfer fluid circuit, which falls under more complex and costly technology.

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Abstract

Ce dispositif (10) comprend des moyens de mise en circulation d'un flux d'air à travers le module (12) de batteries et une enceinte (14), formant des moyens de guidage du flux d'air, dans laquelle sont logés le module (12) de batteries et des moyens (16) de régulation thermique du flux d'air comprenant un échangeur thermique (18) liquide caloporteur/air, le liquide caloporteur comprenant de l'eau. De préférence, les moyens (16) de régulation thermique du flux d'air comprennent également des moyens de chauffage (26), par exemple des moyens électriques de chauffage par effet Joule. Selon un mode de réalisation, l'enceinte (14) est fermée de façon étanche à l'air, le flux d'air circulant en circuit ferme a l'intérieur de l'enceinte.

Description

« Dispositif de régulation thermique d'un module de batteries pour véhicule automobile »
La présente invention concerne un dispositif de régulation thermique d'un module de batteries pour véhicule automobile. Certains véhicules, de type hybride, comprennent une motorisation comportant un moteur d'entraînement thermique et une machine électrique permettant d'alterner des configurations de fonctionnement en modes thermique et électrique.
La machine électrique est alimentée par un module de batteries. Le bon fonctionnement de ces batteries dépend de la température de l'air environnant le module notamment de la température ambiante à l'extérieur du véhicule.
On a donc proposé dans l'état de la technique un dispositif de régulation thermique d'un module de batteries pour véhicule automobile, du type comprenant des moyens de mise en circulation d'un flux d'air à travers le module de batteries.
Habituellement, l'air circulant à travers le module de batteries provient de l'habitacle du véhicule.
En saison froide, lorsque par exemple la température des batteries est voisine de -18 °C, les réactions chimiques dans les batteries sont inhibées ce qui empêche ces dernières de délivrer la puissance électrique nécessaire au bon fonctionnement de la machine électrique. Il convient donc de faire démarrer le moteur thermique de façon à élever la température des batteries jusqu'à environ 5 °C. Une fois cette température atteinte, les batteries sont en mesure de délivrer la puissance nécessaire électrique au bon fonctionnement de la motorisation.
Toutefois, lorsque la température des batteries est inférieure à -18 °C, le démarrage du véhicule, même par l'intermédiaire du moteur thermique, n'est pas envisageable car les batteries ne sont pas en mesure de délivrer la puissance électrique nécessaire pour alimenter les moyens de pilotage de la boîte de vitesses électrique équipant généralement le véhicule hybride.
En saison chaude, le flux d'air provenant de l'habitacle, relativement froid, circule à travers le module de batteries en permettant ainsi de limiter la température de ces batteries à environ 55 °C.
Lorsque la température des batteries est supérieure à 55°C leur sollicitation doit être réduite pour ne pas affecter leur durée de vie.
L'invention a pour but d'optimiser le fonctionnement et la durée de vie du module de batteries. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de régulation thermique, du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte, formant des moyens de guidage du flux d'air, dans laquelle sont logés le module de batteries et des moyens de régulation thermique du flux d'air comprenant un échangeur thermique liquide caloporteur/air, le liquide caloporteur comprenant de l'eau.
Suivant des caractéristiques de différents modes de réalisation de ce dispositif de régulation thermique :
- l'échangeur thermique liquide caloporteur/air est raccordé à un circuit de liquide caloporteur muni de moyens de chauffage de ce liquide caloporteur ;
- un ventilateur d'entraînement du flux d'air à travers l'échangeur thermique liquide caloporteur/air est logé dans l'enceinte ;
- le dispositif comprend des moyens d'inversion du sens de circulation du flux d'air ;
- les moyens d'inversion du sens de circulation du flux d'air sont formés par le ventilateur qui est réversible ; - le dispositif comprend des capteurs de température disposés en amont et en aval du module de batteries destinés à la comparaison des valeurs de la température de l'air aux extrémités amont et aval de ce module de batteries ;
- les moyens de régulation thermique du flux d'air comprennent des moyens de chauffage, par exemple des moyens électriques de chauffage par effet
Joule ;
- les moyens de chauffage comprennent une thermistance, notamment de type CTP (Coefficient de Température Positif) ;
- l'enceinte est fermée de façon étanche à l'air, le flux d'air circulant en circuit fermé à l'intérieur de l'enceinte ;
- le dispositif comprend des moyens de régulation de la pression de l'air circulant dans l'enceinte. ;
- les moyens de régulation de pression comprennent des moyens de compensation de pression pilotés par un capteur de pression logé dans l'enceinte ;
- des moyens d'absorption d'hydrogène dégagé par le module de batteries sont logés dans l'enceinte ;
- l'enceinte est raccordée à des moyens de mise en circulation d'air provenant de l'extérieur de l'enceinte, l'air du flux guidé dans l'enceinte provenant de l'extérieur de l'enceinte. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de régulation thermique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de régulation thermique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 3 est une vue schématique d'un dispositif de régulation thermique selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
- les figures 4 et 5 sont des vues schématiques d'un dispositif de régulation thermique selon des quatrième et cinquième modes de réalisation respectivement. On a représenté sur la figure 1 un dispositif de régulation thermique, selon un premier mode de réalisation de l'invention, désigné par la référence générale 10.
Ce dispositif 10 est destiné à réguler la température d'un module classique 12 de batteries pour véhicule automobile, notamment de type hybride comprenant une motorisation comportant un moteur d'entraînement thermique et une machine électrique permettant d'alterner des configurations de fonctionnement en modes thermique et électrique.
Le module 12 comprend en général plusieurs éléments formant batterie mais pourrait le cas échéant n'en comprendre qu'un seul.
Le dispositif 10 comprend une enceinte 14 qui, dans ce premier mode de réalisation de l'invention, est fermée de façon étanche à l'air.
Le module 12 de batteries est logé dans l'enceinte 14. Cette dernière forme des moyens de guidage pour un flux d'air circulant en circuit fermé à l'intérieur de l'enceinte 14. Le flux d'air est schématisé par des flèches F sur la figure 1. On notera que le flux d'air F circule à travers le module 12 de batteries de façon à réguler sa température.
La température de l'air du flux F est réglée à l'aide de moyens 16 de régulation thermique du flux d'air logés à l'intérieur de l'enceinte 14. Les moyens de régulation thermique 16 comprennent un échangeur thermique 18 liquide caloporteur/air. Cet échangeur thermique 18 est raccordé à un circuit de liquide caloporteur dont on a représenté des branches amont 20 et aval 22 raccordées à l'échangeur thermique 18. Le liquide caloporteur est de type classique et comprend, par exemple, de l'eau qui, le cas échéant, est mélangée à un antigel. Un ventilateur classique 24, logé dans l'enceinte 14, est destiné à entraîner le flux d'air F à travers l'échangeur thermique 18. De préférence, les moyens de régulation thermique 16 comprennent également des moyens de chauffage 26, par exemple des moyens électriques destinés à chauffer le flux d'air par effet Joule. Ces moyens électriques de chauffage 26 comprennent, par exemple, une thermistance classique, notamment de type CTP (Coefficient de Température Positif), utilisée dans une plage de fonctionnement telle que la puissance délivrée par la thermistance diminue lorsque la température augmente. De préférence, la puissance fournit par les moyens électriques de chauffage 26 est de l'ordre de 1 kW.
On notera qu'une thermistance de type CTP, fournissant une puissance électrique de 1kW, permet de réchauffer efficacement le module de batteries par circulation du flux d'air et en atteignant le cœur des batteries.
Une paroi 28, séparant le module 12 de batteries des moyens 16 de régulation thermique, participe à la canalisation du flux d'air F à travers ce module 12 et ces moyens de régulation thermique 16. On notera que l'enceinte 14, dans laquelle le flux d'air circule en circuit fermé et dans laquelle sont logés l'échangeur thermique 18, le ventilateur 24 et la thermistance, forme un ensemble autonome permettant d'optimiser la température de fonctionnement du module de batteries et donc la consommation et l'efficacité de la chaîne de traction du véhicule. Cette optimisation est obtenue par des moyens peu encombrants facilement integrables dans un véhicule classique par simple raccordement à des entrée et sortie supplémentaires d'un circuit de liquide caloporteur existant de ce véhicule.
De préférence, des moyens de régulation de la pression de l'air circulant dans l'enceinte 14 sont logés dans cette dernière.
Les moyens de régulation de pression comprennent, par exemple, des moyens classiques 30 de compensation de pression pilotés par un capteur 32 de pression.
Le module 12 de batteries étant généralement susceptible de dégager de l'hydrogène, des moyens classiques 34 d'absorption d'hydrogène sont logés dans l'enceinte 14. On décrira ci-dessous les principaux aspects du fonctionnement du dispositif de régulation thermique 10 liés à l'invention.
En saison froide, lorsque la température des batteries est voisine de -18°C, le module 12 de batteries est réchauffé à l'aide des moyens de chauffage 26. L'air, contenu dans l'enceinte 14, est entraîné par le ventilateur 24 à travers les moyens électriques de chauffage 26. Le flux d'air chauffé traverse le module 12 de batteries de façon à élever la température de ces batteries jusqu'à environ 5°C. Le flux d'air chauffé par les moyens de chauffage 26 permet aux batteries du module 12 d'atteindre rapidement une température pour laquelle elles sont susceptibles de délivrer une puissance électrique suffisante permettant une activation de la motorisation hybride ou électrique pure sans contrainte indésirable sur les batteries. Le cas échéant, l'échangeur thermique 18 liquide caloporteur/air peut participer au chauffage du flux d'air. A cet effet, des moyens classiques 36 de chauffage du liquide caloporteur sont agencés dans la branche amont 20 du circuit de liquide caloporteur. Ces moyens 36 de chauffage peuvent être disposés à l'extérieur ou à l'intérieur de l'enceinte 14. Les moyens 36 de chauffage du liquide caloporteur peuvent être utilisés en combinaison avec les moyens 26 de chauffage de l'air ou bien peuvent remplacer ces moyens de chauffage 26.
En saison chaude, le flux d'air F, traversant l'échangeur thermique 18, permet de refroidir le module 12 de batteries de façon à maintenir la température de ce module 12 en-dessous d'un seuil garantissant une durée de vie optimale des batteries. Ce seuil est par exemple d'environ 45°C. Le refroidissement du flux d'air F est réalisé par transfert, via l'échangeur 18, de frigories provenant du liquide caloporteur, relativement froid, vers le flux d'air F circulant dans l'enceinte 14.
On a représenté sur la figure 2 un dispositif de régulation thermique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux de la figure 1 sont désignés par des références identiques.
Dans ce cas, l'enceinte 14 est raccordée à des moyens de mise en circulation d'air provenant de l'habitacle ou de l'extérieur du véhicule. Ainsi, l'air du flux F guidé dans l'enceinte 14 provient de l'extérieur de l'enceinte 14. Les moyens de mise en circulation de l'air extérieur à l'enceinte 14 comprennent notamment une première ouverture 38, ménagée à travers la paroi de l'enceinte, formant une entrée d'air provenant de l'extérieur de l'enceinte 14, et une seconde ouverture 40, ménagée à travers la paroi de l'enceinte 14, formant une sortie d'air vers l'extérieur de l'enceinte 14. Les entrée 38 et sortie 40 d'air sont disposées respectivement en amont de l'échangeur thermique 18 et en aval du module 12 de batteries en considérant le sens de circulation du flux F.
Dans le deuxième mode de réalisation de l'invention, il n'y a pas de risque de surpression de l'air ni d'accumulation d'hydrogène dans l'enceinte 14 si bien que les moyens de régulation de pression 30, 32 et d'absorption d'hydrogène 34 ne sont pas nécessaires. On a représenté sur la figure 3 un dispositif de régulation thermique selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques.
Ce troisième mode de réalisation est similaire pour l'essentiel au premier mode de réalisation de l'invention. Toutefois, dans ce cas, des capteurs de température 42, 44 sont disposés, dans l'enceinte 14, en amont et en aval du module 12 de batteries en considérant la direction du flux d'air traversant ce module 12. Ces capteurs 42, 44 sont destinés à permettre la comparaison des valeurs de la température de l'air aux extrémités amont et aval de ce module 12 de batteries. En effet, l'écart de température entre les extrémités amont et aval du module 12 de batteries influence défavorablement la durée de vie des batteries.
Afin de limiter cet écart de température, le dispositif de régulation thermique comprend des moyens d'inversion du sens de circulation, à travers le module 12 de batteries, du fluide de régulation de la température de ce module 12. Dans ce cas particulier le fluide de régulation est le flux d'air.
Dans l'exemple représenté sur la figure 3, les moyens d'inversion du sens de circulation du flux d'air sont formés par le ventilateur 24 qui est réversible de façon à pouvoir entraîner le flux d'air dans deux sens opposés.
Le ventilateur 24 est piloté en fonction des valeurs des températures relevées par les capteurs 42, 44. Ainsi, par exemple, le ventilateur 24 est piloté de façon à diriger le flux d'air de l'extrémité la plus chaude du module 12 de batteries vers l'extrémité la plus froide de ce module 12. Lorsque les extrémités chaude et froide du module 12 s'inversent le sens d'entraînement du flux d'air est inversé par changement du sens de rotation du ventilateur 24. On a représenté sur les figures 4 et 5 un dispositif de régulation thermique selon des quatrième et cinquième modes de réalisation. Sur ces figures, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques.
Dans le quatrième mode de réalisation représenté sur la figure 4, l'air du flux F guidé dans l'enceinte 14 provient de l'extérieur de l'enceinte 14 comme dans le deuxième mode de réalisation.
Comme dans le troisième mode de réalisation, le ventilateur 24 est réversible de façon à pouvoir entraîner le flux d'air dans deux sens opposés à travers le module 12 de batteries.
Le cinquième mode de réalisation représenté sur la figure 5 diffère du quatrième mode de réalisation en ce que l'air, formant fluide de régulation de la température du module 12 de batteries, est remplacé par un liquide caloporteur. Dans ce cas, une vanne quatre voies 46, disposée par exemple à l'extérieur de l'enceinte 14, permet d'inverser le sens de circulation du liquide de régulation de la température à travers le module 12 de batteries.
Parmi les avantages de l'invention, on notera que celle-ci permet d'optimiser le fonctionnement et la durée de vie du module 12 de batteries.
En effet, en saison froide, le flux d'air chauffé, circulant à travers le module 12 de batteries permet d'élever rapidement la température de ces batteries jusqu'à une valeur permettant un bon fonctionnement de la machine électrique. Par rapport à l'état de la technique, la durée de montée en température des batteries (par exemple de -18°C à +5°C) peut être réduite d'environ 40%.
En saison chaude, le flux d'air F, refroidi par l'échangeur thermique 18, permet de réduire si nécessaire la température du module 12 de batteries de façon à la stabiliser à une valeur garantissant une durée de vie relativement longue des batteries.
L'invention permet donc de satisfaire les besoins électriques d'un véhicule automobile pour une température ambiante à l'extérieur du véhicule comprise dans un intervalle plus important que celui permis par un module de batteries ne bénéficiant pas de l'invention.
On notera que la structure de l'enceinte est relativement indépendante de celle du module de batteries ce qui favorise la standardisation. Dans le cas du premier mode de réalisation de l'invention, l'enceinte 14 est isolée de l'habitacle si bien que la régulation thermique du module 12 de batteries est relativement indépendante de la température de l'habitacle. Par ailleurs, l'enceinte 14 n'étant pas raccordée à des moyens de mise en circulation d'air provenant de l'habitacle, le dispositif 10 peut être plus facilement standardisé pour s'adapter facilement à différents modèles de véhicule.
L'utilisation d'un échangeur thermique 18 liquide caloporteur/air pour refroidir le module 12 de batteries présente des avantages.
Le circuit de liquide caloporteur, auquel est raccordé l'échangeur thermique 18, peut le cas échéant être couplé thermiquement à une pompe à chaleur, par exemple déjà prévue dans le véhicule pour la climatisation de l'habitacle, utilisant un fluide caloporteur tel que du Fréon ou du dioxyde de carbone CO2.
Le circuit de liquide caloporteur forme dans ce cas un circuit intermédiaire entre un premier emplacement du véhicule, par exemple un compartiment moteur avant, dans lequel est logée la pompe à chaleur, et un second emplacement de ce véhicule, par exemple un compartiment arrière, dans lequel est logé l'enceinte 14 du dispositif de régulation thermique du module 12 de batteries. II est en effet moins contraignant d'agencer, à l'arrière du véhicule, le circuit de liquide caloporteur, qui est généralement un mélange à base d'eau, plutôt que le circuit de fluide caloporteur de pompe à chaleur, qui relève d'une technologie plus complexe et plus coûteuse.
L'utilisation du circuit intermédiaire de liquide caloporteur entre la pompe à chaleur éventuelle et l'enceinte 14 contenant l'échangeur thermique 18 liquide caloporteur/air évite d'avoir à redimensionner de façon conséquente, d'une part, la pompe à chaleur pour tenir compte des besoins de régulation thermique du module 12 de batteries, et d'autre part, la boîte de dégazage éventuelle associée à la pompe à chaleur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de régulation thermique d'un module (12) de batteries pour véhicule automobile, du type comprenant des moyens (24) de mise en circulation d'un flux d'air (F) à travers le module de batteries, caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte (14), formant des moyens de guidage du flux d'air, dans laquelle sont logés le module (12) de batteries et des moyens (16) de régulation thermique du flux d'air comprenant un échangeur thermique (18) liquide caloporteur/air, le liquide caloporteur comprenant de l'eau.
2. Dispositif de régulation thermique selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'échangeur thermique (18) liquide caloporteur/air est raccordé à un circuit (20, 22) de liquide caloporteur muni de moyens (36) de chauffage de ce liquide caloporteur.
3. Dispositif de régulation thermique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un ventilateur (24) d'entraînement du flux d'air à travers l'échangeur thermique (18) liquide caloporteur/air est logé dans l'enceinte.
4. Dispositif de régulation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (24) d'inversion du sens de circulation du flux d'air.
5. Dispositif de régulation thermique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'inversion du sens de circulation du flux d'air sont formés par le ventilateur (24) qui est réversible.
6. Dispositif de régulation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des capteurs de température (42, 44) disposés en amont et en aval du module (12) de batteries destinés à la comparaison des valeurs de la température de l'air aux extrémités amont et aval de ce module (12) de batteries.
7. Dispositif de régulation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens (16) de régulation thermique du flux d'air comprennent des moyens de chauffage (26), par exemple des moyens électriques de chauffage par effet Joule.
8. Dispositif de régulation thermique selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de chauffage (26) comprennent une thermistance, notamment de type CTP (Coefficient de Température Positif).
9. Dispositif de régulation thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte (14) est fermée de façon étanche à l'air, le flux d'air circulant en circuit fermé à l'intérieur de l'enceinte (14).
10. Dispositif de régulation thermique selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (30, 32) de régulation de la pression de l'air circulant dans l'enceinte (14).
11. Dispositif de régulation thermique selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de régulation de pression comprennent des moyens (30) de compensation de pression pilotés par un capteur (32) de pression logé dans l'enceinte (14).
12. Dispositif de régulation thermique selon la revendication 11 , caractérisé en ce que des moyens (34) d'absorption d'hydrogène dégagé par le module de batteries sont logés dans l'enceinte (14) .
13. Dispositif de régulation thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte (14) est raccordée à des moyens (38, 40) de mise en circulation d'air provenant de l'extérieur de l'enceinte, l'air du flux guidé dans l'enceinte provenant de l'extérieur de l'enceinte.
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