WO2018172710A1 - Dispositif de refroidissement pour batterie de véhicule automobile - Google Patents

Dispositif de refroidissement pour batterie de véhicule automobile Download PDF

Info

Publication number
WO2018172710A1
WO2018172710A1 PCT/FR2018/050702 FR2018050702W WO2018172710A1 WO 2018172710 A1 WO2018172710 A1 WO 2018172710A1 FR 2018050702 W FR2018050702 W FR 2018050702W WO 2018172710 A1 WO2018172710 A1 WO 2018172710A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cooling device
housing
wall
return member
contact
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/050702
Other languages
English (en)
Inventor
Jean Damien MULLER
Thibaut PERRIN
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques filed Critical Valeo Systemes Thermiques
Publication of WO2018172710A1 publication Critical patent/WO2018172710A1/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271—Lids or covers for the racks or secondary casings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/202—Casings or frames around the primary casing of a single cell or a single battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to the field of cooling devices for a motor vehicle and more particularly to cooling devices for motor vehicle batteries, in particular hybrid or electric vehicles.
  • the new powertrains of motor vehicles use increasingly powerful batteries that need to be thermoregulated, including cooling.
  • these batteries are arranged in a support housing and it is known to have, between these batteries and a wall of this housing, heat exchangers in which circulates a cooling fluid.
  • This cooling fluid makes it possible to recover the calories released by the batteries in operation and thus to ensure a transfer of heat between the battery and the heat exchangers in order to cool these batteries after or during their operation.
  • the heat exchangers In order to ensure optimum cooling of these batteries, the heat exchangers must be arranged in contact with these batteries in the support housing. The dimensioning of these heat exchangers must thus allow them to be housed between the wall of the support housing and a face of the batteries to be cooled, while being arranged in contact with these batteries.
  • these heat exchangers each comprise a tubular body forming one or more tubes for the circulation of a refrigerant.
  • Each of these tubular bodies has a first flat surface, for example facing the bottom wall of the support housing, and a second flat surface disposed in contact with the batteries. It is understood that it is important that the heat exchangers are disposed closer to the batteries, and advantageously in contact with them, so that the heat transfer is optimal. But the existence of games, both assembly and manufacturing, may cause the contact between the tubes of these heat exchangers and the batteries to be cooled is not assured, at least partially. To overcome this drawback, resilient return means can be implemented in order to press these heat exchangers against the batteries of the support housing.
  • Cooling devices which comprise a heat exchanger, a spring element and an intermediate part forming, on the one hand, a support for the heat exchanger and, on the other hand, a support for the spring.
  • This intermediate piece may include in particular a first support portion of the exchanger, which has a flat surface serving as a support for the heat exchanger, and a second portion for holding the spring.
  • the spring may be fitted against this intermediate piece or be formed by an elastic portion of this intermediate piece and bear against the wall of the housing which extends opposite the battery relative to this spring. In a conventional vertical arrangement, the spring is thus supported on the bottom wall of the housing, namely that closest to the ground.
  • a disadvantage of this arrangement lies in the fact that to ensure an elastic return force sufficient to allow the heat exchanger plating against the battery, the wall of the housing on which bears the spring must have a relatively large minimum thickness.
  • these support housings are most often arranged under the vehicle frame and must therefore respect a relatively compact dimensioning, and it is in this case prejudicial that the wall against which rests the spring, that is to say the horizontal wall closest to the ground, being oversized.
  • the present invention is in this context and aims to provide a cooling device for motor vehicle batteries that is feasible in dimensions adapted to the integration of such devices under the chassis of motor vehicles, including hybrid or electric, in which they are intended to be arranged, while ensuring the plating of the heat exchangers against the batteries to be cooled.
  • the object of the present invention thus relates to a device for cooling a battery of a motor vehicle, comprising at least one heat exchanger, at least one elastic return member having at least one contact portion with the at least one heat exchanger and two ends, and at least one support piece having at least one housing delimited by a bottom wall and two side walls forming amounts projecting from the bottom wall, the at least one resilient return member being configured to to bear on at least one wall of the housing, so as to be able to exert an elastic restoring force directed towards the at least one heat exchanger.
  • at least one of the two ends of the at least one elastic return member bears, in a contact zone, on one of the side walls of the at least one housing, these side walls extending in a direction parallel to the elastic return force.
  • the two ends of the elastic return member may be respectively in contact with one of the side walls, and in particular each of these ends may be in contact with a side wall of its own.
  • the at least one elastic return member may have a corrugated shape.
  • this at least one elastic return member are, according to a feature of the present invention, arranged in tension between the side walls and thus generate the elastic return force directed towards the at least one heat exchanger when the latter, in particular by its weight and that of the battery, force on the at least one elastic return member.
  • This elastic restoring force thus makes it possible to press this at least one heat exchanger against the battery to be cooled.
  • the areas of contact of the elastic return member on the side walls are arranged at heights substantially equivalent to one another.
  • substantially equivalent heights means that these contact zones are made at equivalent distances from the bottom wall of the at least one support piece.
  • a contact zone of one end of the elastic return member on a side wall may be provided on an inner face of said side wall, said inner face facing the at least one housing being flat; - A contact zone of one of the ends of the elastic return member on a side wall is formed at a shoulder formed in this side wall; - A contact zone of one end of the elastic return member on a side wall is formed at a notch formed in this side wall.
  • the at least one support piece may comprise a plurality of side walls arranged parallel to each other and delimiting a plurality of housings. Each of these housings is thus delimited by all or part of the bottom wall and by two successive side walls.
  • the at least one elastic return member may have two contact portions interconnected by a central portion and configured to each be in contact with at least one heat exchanger.
  • This central portion of the at least one elastic return member may for example have a curvature intended to be disposed in contact with the bottom wall of the at least one support piece, or the central portion of the at least one resilient return member may have a flat surface configured to be disposed in contact with a free end of a support wall extending from the bottom wall of the support member and in a direction perpendicular to the bottom wall.
  • the side walls of the at least one support piece may have a thickness greater than a thickness of the bottom wall of the at least one support piece.
  • These thicknesses are respectively measured along axes perpendicular to the directions in which each of the walls concerned extend.
  • the thickness of the side walls is measured perpendicular to these side walls and the thickness of the bottom wall is measured perpendicularly to this bottom wall.
  • the at least one elastic return member exerts the elastic restoring force enabling the heat exchanger to be pressed against the battery to be cooled by bearing on the side walls of the support piece. It is thus possible to oversize these side walls and therefore undersize the bottom wall accordingly, which makes it possible to reduce the size of such cooling devices and thus to facilitate their integration, especially when they are intended for be mounted under the vehicle chassis.
  • This dimensioning can also be useful in a configuration where the battery is disposed under the frame, with the bottom wall which is a bottom wall close to the ground, and in particular a horizontal wall. It is therefore interesting according to the invention not to have spring contact with this bottom wall to be able to size at the fairest thickness and gain in vertical space. At the same time, the side walls can be thicker and thus allow the effort to be returned.
  • the at least one heat exchanger has a first wall intended to be pressed against the battery and a second wall arranged opposite the first wall and having a flat surface configured to be arranged in contact with the at least one contact portion of the at least one elastic return member.
  • the at least one support piece, the at least one elastic return member and the at least one heat exchanger may in particular be dimensioned so that the first wall of the at least one heat exchanger can exceed the at least one support piece so as to come into contact with one side of the battery to be cooled.
  • the at least one heat exchanger extends mainly along an extension direction and at least two elastic return members can be arranged one behind the other, along said extension direction.
  • these elastic return members may be arranged in at least two separate housings made in at least two separate support pieces.
  • a single elastic return member may extend over the entire dimension of the at least one heat exchanger, along the direction of extension, or the at least one elastic return member may extend over only a portion of the at least one heat exchanger, preferably on a central portion of the at least one heat exchanger.
  • the present invention also relates to a support housing of at least one battery for a motor vehicle, comprising at least one cooling device according to any one of the embodiments of the present invention.
  • the at least one support member is an insert in the bottom of the housing and attached thereto. This at least one support piece is then disposed between the bottom wall of the housing and the heat exchangers to be pressed against the battery to be cooled, so that the contact portions of the elastic return members are disposed in contact with these heat exchanger.
  • the at least one support piece can form a one-piece piece with the support housing in which the cooling device is integrated.
  • the term "monobloc piece” means that the at least one support piece and the support housing are two components connected together so as to form a single assembly that can not be separated without causing the deterioration of the at least one piece support or support case.
  • This embodiment of a one-piece part makes it possible in particular to facilitate the assembly of these components in the final product but also to reduce the size of this final product so as to be able to integrate it under the chassis of a vehicle.
  • the cooling device (s) according to the present invention is / are arranged in the housing then, in a second step, the battery is placed in contact with the heat exchanger (s). of this cooling device (s).
  • the at least one support piece is made by a cover of the support housing of the at least one battery.
  • This cover forming a support piece can thus be independent of the support housing and thus be arranged to close this housing, once the cooling device (s) is (are) put in place in said housing.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a battery support case according to one aspect of the present invention, comprising, in addition to the battery, a cooling device according to a first embodiment of the present invention;
  • FIGS. 2 and 3 are diagrammatic representations of the cooling device and a housing of this cooling device according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic representation of the cooling device according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a perspective view of the cooling device according to a third embodiment of the present invention.
  • Figures 6 and 7 are schematic representations of the cooling device according to a fourth and a fifth embodiment of the present invention.
  • FIGS 1 to 3 schematically illustrate a cooling device 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the cooling device 1 is illustrated alone or integrated in a support case 21 of at least one battery 22.
  • the cooling device 1 comprises a support part 2 having a plurality of housings 5, each housing 5 being delimited by two side walls 3 and a bottom wall 4 and configured to receive an elastic return member 6. It may be noted that Figure 3 illustrates one of these dwellings 5
  • the side walls 3 are thus arranged in series, in a direction perpendicular to an extension direction of a heat exchanger 7 which will be described below.
  • two end side walls 29 and intermediate side walls 30 can be distinguished.
  • Each end side wall 29 participates in the delimitation of a single housing 5 while each of the intermediate side walls 30 participates. to delimit two successive housing 5.
  • each of these housings 5 is configured to receive an elastic return member 6.
  • this elastic return member 6 comprises two ends 9 and a contact portion 8 with a heat exchanger 7 ⁇
  • This heat exchanger 7 has in particular a first wall 10 intended to be pressed against one side of the battery 22 to be cooled and a second wall 11, opposite to the first wall 10, and intended to be placed in contact with the elastic return member 6, and in particular at the contact portion 8 of this elastic return member 6.
  • the first wall 10 and the second wall 11 both have flat surfaces.
  • This heat exchanger 7 also has a series of tubes in which a refrigerant fluid capable of capturing calories for example emitted by a battery in operation can circulate.
  • the cooling device 1 is arranged under the battery 22, that is to say between the lower side of the battery 22 and the housing 21, the first wall 10 of the heat exchanger 7 then being an upper wall 10 of this heat exchanger 7 and the second wall 11 being in turn a lower wall 11 of this heat exchanger 7 ⁇
  • the battery 22, the heat exchanger 7, the elastic return member 6 and the bottom wall of the housing 21 are stacked in a vertical direction.
  • the side walls 3 of the support part 2 are thus vertical walls and the bottom wall 4 of the support part 2 is a horizontal wall.
  • the resilient return member 6 is arranged to be tensioned between the side walls 3 of the support part 2, which generates, under the effect of a force tending to push it towards the bottom wall of the housing 21, an elastic restoring force F which is exerted against the lower wall 11 of the heat exchanger 7 via the contact portion 8, this elastic restoring force F being directed towards the battery 22 against which is arranged the heat exchanger 7 ⁇ More precisely, the heat exchanger 7 bears against the contact portion 8 of the elastic return member 6 and tends to move it towards the bottom wall 4 of the cooling device 1.
  • the elastic restoring force F makes it possible to press the first wall 10 of the heat exchanger 7 against the lower side 23 of the battery 22 to be cooled, thus allowing the capture of the calories emitted by this battery 22 during its operation.
  • the elastic return member 6 thus has the contact portion 8 configured to be in contact with the heat exchanger 7 and two ends 9 ⁇ These ends 9 have a curved shape that tends to start towards the contact portion 8 of the elastic return member 6, thus forming a loop 17 in particular visible in Figure 3 ⁇
  • each of the side walls 3 of the support part 2, whether the side walls d 29 end or intermediate side walls 30, has on an inner face 28, in other words on a side facing the housing 5, a contact zone 12 of one of the two ends 9 of the elastic return member 6 on said side wall 3 ⁇
  • the gap between two side walls 3 defining a housing 5 is calculated as a function of a dimension of the elastic return member 6.
  • This interval is determined so that when bearing against these walls 3, the elastic return member 6 is in tension and can then exert the elastic return force F directed towards the heat exchanger 7, under the effect of an initial stress exerted by the heat exchanger 7, and by the battery 22 pressing on this heat exchanger 7 ⁇
  • the loop 17 formed at the ends 9 of the elastic return member 6 allows flexibility in the contact zone 12 between this elastic return member 6 and the side wall 3, and a winding around a fulcrum of these ends 9 on the side walls 3, so that the original stress can be transmitted back to press the heat exchanger against the battery.
  • the contact zones 12 between each side wall 3 and the corresponding end 9 of the elastic return members 6 are formed on a flat, even internal face 28 which extends in a direction perpendicular to the bottom wall 4 of the support part 2.
  • the bottom wall 4 of the support part 2 forms a single piece with the support housing 21.
  • "monobloc piece” means that the support part 2 and the support housing 21 are two components connected together so as to form a single assembly that can not be separated without causing the deterioration of the support piece 2 or of the support housing 21.
  • This embodiment of a one-piece part makes it possible in particular to reduce the space requirement of the cooling device 1 and the support housing 21, by not providing a single bottom wall, common to the cooling device and the battery holder housing, so as to integrate it under a vehicle chassis.
  • the elastic return member could be obtained in other material than stainless steel, since the selected material is working in its elastic range over the required deformation range.
  • the support piece 2 can be attached and fixed in the bottom of the housing 21.
  • FIG 4 illustrates the cooling device 1 according to a second embodiment of the present invention.
  • the contact zones 12 are formed this time at the level of shoulders 13 made in each of the internal faces 28 of the side walls 3 ⁇
  • Each shoulder 13 thus has a first bearing face 18 formed by the inner face 28 of the side wall 3 and a second bearing surface 19 perpendicular to the first support face 18.
  • the ends 9 of the elastic return members 6 have a double contact, as well against the first bearing face 18 as against the second bearing face 19.
  • This double contact makes it possible in particular to increase the contact surface between the side walls and the ends 9 of the elastic return members 6.
  • the second bearing face 19 also prevents slippage of the elastic return member along the side wall under the effect of a source stress of the battery and the heat exchanger on the elastic return member.
  • the elastic return member 6 In order to be able to generate the elastic return force F, the elastic return member 6 must be able to bear on a sufficiently thick wall.
  • the side walls 3 of the support part 2 have a minimum thickness of at least 0.5 mm if the support part 2 is metal, and at least 1 mm if the support part 2 is plastic.
  • the elastic return member 6 is not in contact with the bottom wall 4 of the support piece 2 and that therefore it does not exert no force or pressure on this bottom wall.
  • This bottom wall may therefore have a smaller thickness, which on the one hand makes it possible to lighten the assembly formed by the battery support case and the cooling device, and on the other hand to reduce the bulk of this device. together in a direction perpendicular to the extension plane of the bottom wall, namely in a preferred configuration of the invention, the vertical space.
  • the undersizing of the bottom wall 4 of the support part 2 amounts to undersizing of the bottom wall of the support housing. This reduction in the vertical space requirement is particularly advantageous insofar as the battery support case is most often intended to be placed under the chassis of a vehicle, in the vicinity of the ground, and therefore in a restricted space in which the The footprint of each component must be reduced to the maximum.
  • the side walls 3 of the support part 2 thus have a thickness 14 less than a thickness 15 of the bottom wall 4 ⁇ As illustrated, these thicknesses are measured perpendicularly to their walls.
  • the thickness 14 of the side walls 3 is measured in a horizontal direction while the thickness of the bottom wall 4 is measured in a vertical direction,
  • the side walls 3 of the support part 2 have substantially identical thicknesses 14 between them and the contact areas 12 between these side walls 3 and the ends 9 of the elastic return members 6 are arranged at substantially identical heights, being understood “substantially identical heights” means that these contact zones 12 are provided at identical distances from the bottom wall 4 of the support part 2.
  • Figure 5 is a perspective view of the cooling device 1 according to a third embodiment of the present invention, which differs in particular from the embodiments described above in the arrangement of the contact zone.
  • At least one contact zone 12 of one of the ends 9 of the elastic return members 6 on the corresponding side wall is formed at a notch 16.
  • the presence of a notch made in the side wall makes it possible to increase the contact area between each elastic return member 6 and the side walls 3 and to prevent the sliding of an elastic return member along the corresponding side wall.
  • the cooling device 1 has a single heat exchanger 7 extending mainly in a direction of extension D and two resilient return members 6 arranged one behind the 1 along the extension direction D. These two elastic return members 6 are arranged in two housings 5 of two separate support pieces 2 arranged one behind the other, along the direction of extension D. It is understood that one could have in this context a cooling device comprising a plurality of heat exchangers arranged in series perpendicularly to this extension direction D, each heat exchanger being associated with a plurality of resilient return members arranged l one behind the other along this extension direction.
  • each of these housings 5 is delimited by side walls 3 and a bottom wall 4.
  • the side walls 3 of these housings 5 are aligned along the direction of extension D, and have a cutoff 20 partially delimiting each of these housings 5, along this extension direction D.
  • This cut 20 has the particular advantage of lightening the cooling device 1 according to the present invention.
  • a single elastic return member may extend over the entire dimension of the heat exchanger, along the extension direction, or a single member of resilient return may extend over only a portion of the heat exchanger, preferably on a central portion of the at least one heat exchanger.
  • Figures 6 and 7 illustrate schematically a fourth and a fifth embodiment of the present invention.
  • the elastic return member 6 has two contact portions 8 configured to bear each against a heat exchanger 7 ⁇ These two contact portions 8 are interconnected by a central portion 24.
  • an elastic return member is thus common to two heat exchangers, arranged side by side and perpendicular to the extension direction D, in the same housing.
  • this elastic return member 6 also has two ends 9 which, in contact zones 12, cooperate with side walls 3 of the support part 2.
  • the central portion 24 of the resilient return member 6 has a flared U-shaped curvature 25, the base 26 of this flared U-shape being disposed in contact with the wall 4 of the support part 2.
  • the support part 2 has a support wall 27 of the central portion 24. This support wall 27 extends from the bottom wall. 4, in a direction perpendicular to this bottom wall 4 and has a free end surface 31, opposite the bottom wall 4, parallel to the bottom wall 4 and configured to form a bearing surface of the central portion 24 of the elastic return member 6, the central portion 24 also having a flat surface.
  • the support piece 2 can form a one-piece piece with the support case 21 in which the Cooling device 1 according to the present invention is intended to be integrated.
  • the bottom wall 4 of the support part 2 may be merged with the bottom wall of the housing 21.
  • the side walls 3 then form contact zones 12 for the elastic return members 6 which extend protruding from this bottom wall of the housing 21.
  • the end side walls 29 may be formed by the side walls of the housing 21, or by side walls distinctly formed projecting from the wall of the housing. bottom of this case 21.
  • the support piece can be made by a cover of said support housing, the side walls then being formed protruding from this cover.
  • the dimensions of each of the components of the cooling device 1 are calculated so that the first wall 10 of the heat exchanger 7 can protrude from the housing 5, and in particular the walls 3 which delimits the housing 5 so as to be pressed against the side of the battery, as shown in Figure 1.
  • the invention provides a cooling device for integration into a battery holder housing for a motor vehicle, in particular electric or hybrid, comprising at least one heat exchanger and at least one elastic return member arranged in at least one housing of a support piece, the elastic return member being configured to exert an elastic restoring force directed towards the at least one heat exchanger and allowing the latter to be pressed against one side of the battery to be cooled housed in the box support member, bearing against the side walls of the at least one housing.
  • this makes it possible in particular to obtain a cooling device, or directly a housing in the case of a one-piece arrangement, in which only the side walls are oversized to accommodate the return forces, and in which the bottom wall can thus be thinned.
  • This dimensioning is particularly advantageous in an arrangement of the battery and its housing in which the bottom wall of the housing is a bottom wall disposed closest to the ground.

Abstract

Un dispositif de refroidissement (l) d'une batterie d'un véhicule automobile comprend au moins un échangeur thermique (7), au moins un organe de rappel élastique (6) présentant au moins une portion de contact (8) avec l'au moins un échangeur thermique (7) et deux extrémités (9), et au moins une pièce support (2) présentant au moins un logement (5) délimité par une paroi de fond (4) et deux parois latérales (3) formant des montants en saillie de la paroi de fond (4), l'au moins un organe de rappel élastique (6) étant configuré pour prendre appui sur au moins une paroi du logement (5) de manière à pouvoir exercer une force de rappel élastique (F) dirigée vers l'au moins un échangeur thermique (7)· Selon l'invention, chacune des deux extrémités (9) de l'au moins un organe de rappel élastique (6) est en appui, dans une zone de contact (12) sur l'une des parois latérales (3) de l'au moins un logement (5), et les parois latérales (3) s'étendent selon une direction parallèle à la force de rappel élastique (F).

Description

DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT POUR BATTERIE DE VEHICULE
AUTOMOBILE
L'invention a trait au domaine des dispositifs de refroidissement pour véhicule automobile et plus particulièrement des dispositifs de refroidissement pour des batteries de véhicule automobile, notamment de véhicule hybride ou électrique.
Les nouvelles motorisations électriques des véhicules automobiles font appel à des batteries de plus en plus puissantes qu'il est nécessaire de thermo-réguler, notamment de refroidir. Classiquement ces batteries sont agencées dans un boîtier de support et il est connu de disposer, entre ces batteries et une paroi de ce boîtier, des échangeurs thermiques dans lesquels circule un fluide de refroidissement. Ce fluide de refroidissement permet de récupérer des calories dégagées par les batteries en fonctionnement et d'assurer ainsi un transfert de chaleur entre la batterie et les échangeurs thermiques afin de refroidir ces batteries après ou au cours de leur fonctionnement.
Afin d'assurer un refroidissement optimal de ces batteries, les échangeurs thermiques doivent être agencés au contact de ces batteries, dans le boîtier de support. Le dimensionnement de ces échangeurs thermiques doit ainsi leur permettre d'être logés entre la paroi du boîtier de support et une face des batteries à refroidir, tout en étant disposés au contact de ces batteries.
De manière connue, ces échangeurs thermiques comportent chacun un corps tubulaire formant un ou plusieurs tubes pour la circulation d'un fluide réfrigérant. Chacun de ces corps tubulaires présente une première surface plane par exemple tournée vers la paroi de fond du boîtier support, et une deuxième surface plane disposée au contact des batteries. On comprend qu'il importe que les échangeurs thermiques soient disposés au plus près des batteries, et avantageusement au contact de celles-ci, pour que le transfert de chaleur soit optimal. Mais l'existence de jeux, aussi bien de montage que de fabrication, peut faire que le contact entre les tubes de ces échangeurs thermiques et les batteries à refroidir n'est pas assuré, au moins partiellement. Pour pallier à cet inconvénient, des moyens de rappel élastiques peuvent être mis en œuvre afin de plaquer ces échangeurs thermiques contre les batteries du boîtier de support.
On connaît ainsi des dispositifs de refroidissement qui comprennent un échangeur thermique, un élément formant ressort et une pièce intermédiaire formant d'une part support pour l'échangeur thermique et d'autre part support pour le ressort. Cette pièce intermédiaire peut notamment comporter une première partie de support de l'échangeur, qui présente une surface plane servant de support à l'échangeur thermique, et une deuxième partie permettant la tenue du ressort. Le ressort peut être rapporté contre cette pièce intermédiaire ou bien être formé par une portion élastique de cette pièce intermédiaire et prendre appui sur la paroi du boîtier qui s'étend à l'opposé de la batterie par rapport à ce ressort. Dans un agencement vertical classique, le ressort est ainsi en appui sur la paroi de fond du boîtier, à savoir celle la plus proche du sol.
Un inconvénient de cet agencement réside dans le fait que pour assurer une force de rappel élastique suffisante pour permettre le plaquage de l'échangeur thermique contre la batterie, la paroi du boîtier sur laquelle prend appui le ressort doit présenter une épaisseur minimale relativement conséquente. Or, ces boîtiers de support sont le plus souvent agencés sous le châssis du véhicule et doivent donc respecter un dimensionnement relativement compact, et il est dans ce cas préjudiciable que la paroi contre laquelle prend appui le ressort, c'est-à-dire la paroi horizontale la plus proche du sol, soit surdimensionnée. La présente invention s'inscrit dans ce contexte et vise à proposer un dispositif de refroidissement pour batteries de véhicule automobile qui soit réalisable dans des dimensions adaptées à l'intégration de tels dispositifs sous le châssis de véhicules automobiles, notamment hybrides ou électriques, dans lesquels ils sont destinés à être agencés, tout en assurant le plaquage des échangeurs thermique contre les batteries à refroidir. L'objet de la présente invention concerne ainsi un dispositif de refroidissement d'une batterie d'un véhicule automobile, comprenant au moins un échangeur thermique, au moins un organe de rappel élastique présentant au moins une portion de contact avec l'au moins un échangeur thermique et deux extrémités, et au moins une pièce support présentant au moins un logement délimité par une paroi de fond et deux parois latérales formant des montants en saillie de la paroi de fond, l'au moins un organe de rappel élastique étant configuré pour prendre appui sur au moins une paroi du logement, de manière à pouvoir exercer une force de rappel élastique dirigée vers l'au moins un échangeur thermique. Selon l'invention, au moins une des deux extrémités de l'au moins un organe de rappel élastique est en appui, dans une zone de contact, sur l'une des parois latérales de l'au moins un logement, ces parois latérales s'étendant selon une direction parallèle à la force de rappel élastique. Cette force de rappel élastique dirigée vers l'au moins un échangeur thermique peut dès lors être exercée sans qu'il n'y ait de contact avec la paroi de fond du logement, à tout le moins au niveau des extrémités du ressort formant l'organe de rappel élastique, ce qui permet de dimensionner en conséquence l'épaisseur de la paroi de fond puisque celle-ci n'est pas tenue de supporter des efforts importants par l'intermédiaire de l'organe de rappel élastique. Selon une caractéristique de l'invention, les deux extrémités de l'organe de rappel élastique peuvent être respectivement au contact d'une des parois latérales, et notamment chacune de ces extrémités peut être au contact d'une paroi latérale qui lui est propre. En d'autres termes, l'au moins un organe de rappel élastique peut présenter une forme ondulée. Les deux extrémités de cet au moins un organe de rappel élastique sont, selon une caractéristique de la présente invention, disposées en tension entre les parois latérales et génèrent ainsi la force de rappel élastique dirigée vers l'au moins un échangeur thermique lorsque ce dernier, notamment par son poids et celui de la batterie, force sur l'au moins un organe de rappel élastique. Cette force de rappel élastique permet ainsi de plaquer cet au moins un échangeur thermique contre la batterie à refroidir. Selon un aspect de la présente invention, les zones de contact de l'organe de rappel élastique sur les parois latérales sont ménagées à des hauteurs sensiblement équivalentes l'une de l'autre. On entend par « hauteurs sensiblement équivalentes » le fait que ces zones de contact sont réalisées à des distances équivalentes de la paroi de fond de l'au moins une pièce support. Selon différentes caractéristiques de l'invention, prises seules ou en combinaison, on peut prévoir que :
- une zone de contact de l'une des extrémités de l'organe de rappel élastique sur une paroi latérale peut être ménagée sur une face interne de cette paroi latérale, ladite face interne, tournée vers l'au moins un logement, étant plane ; - une zone de contact de l'une des extrémités de l'organe de rappel élastique sur une paroi latérale est ménagée au niveau d'un épaulement réalisé dans cette paroi latérale ; - une zone de contact de l'une des extrémités de l'organe de rappel élastique sur une paroi latérale est ménagée au niveau d'une encoche réalisée dans cette paroi latérale.
Selon un aspect de l'invention, l'au moins une pièce support peut comprendre une pluralité de paroi latérales agencées parallèlement les unes aux autres et délimitant une pluralité de logements. Chacun de ces logements est ainsi délimité par tout ou partie de la paroi de fond et par deux parois latérales successives.
Selon une caractéristique de l'invention, l'au moins un organe de rappel élastique peut présenter deux portions de contact reliées entre elles par une portion centrale et configurées pour être chacune en contact avec au moins un échangeur thermique. Cette portion centrale de l'au moins un organe de rappel élastique peut par exemple présenter une courbure destinée à être disposée au contact de la paroi de fond de l'au moins une pièce support, ou bien la portion centrale de l'au moins un organe de rappel élastique peut présenter une surface plane configurée pour être disposée au contact d'une extrémité libre d'une paroi de support s'étendant depuis la paroi de fond de la pièce support et selon une direction perpendiculaire à cette paroi de fond.
Selon une caractéristique de la présente invention, les parois latérales de l'au moins une pièce support peuvent présenter une épaisseur supérieure à une épaisseur de la paroi de fond de cette au moins une pièce support.
Ces épaisseurs sont respectivement mesurées le long d'axes perpendiculaires aux directions selon lesquelles s'étendent chacune des parois concernées. Ainsi, l'épaisseur des parois latérales est mesurée perpendiculairement à ces parois latérales et l'épaisseur de la paroi de fond est mesurée perpendiculairement à cette paroi de fond.
Ce dimensionnement particulier permet de diminuer l'encombrement de ces dispositifs de refroidissement tout en assurant le plaquage de l'échangeur contre la batterie. Selon la présente invention, l'au moins un organe de rappel élastique exerce la force de rappel élastique permettant de plaquer l'échangeur thermique contre la batterie à refroidir en prenant appui sur les parois latérales de la pièce support. Il est ainsi possible de sur- dimensionner ces parois latérales et donc de sous-dimensionner en conséquence la paroi de fond ce qui permet de diminuer l'encombrement de tels dispositifs de refroidissement et ainsi de faciliter leur intégration, notamment lorsqu'ils sont destinés à être montés sous le châssis du véhicule. Ce dimensionnement peut également être utile dans une configuration où la batterie est disposée sous le châssis, avec la paroi de fond qui est une paroi de fond proche du sol, et notamment une paroi horizontale. Il est dès lors intéressant selon l'invention de ne pas avoir de contact du ressort avec cette paroi de fond pour pouvoir la dimensionner au plus juste en épaisseur et gagner en encombrement vertical. Dans le même temps, les parois latérales peuvent être plus épaisses et ainsi permettre le renvoi d'effort.
Selon la présente invention, l'au moins un échangeur thermique présente une première paroi destinée à être plaquée contre la batterie et une deuxième paroi agencée à l'opposé de la première paroi et présentant une surface plane configurée pour être disposée au contact de l'au moins une portion de contact de l'au moins un organe de rappel élastique.
L'au moins une pièce support, l'au moins un organe de rappel élastique et l'au moins un échangeur thermique peuvent notamment être dimensionnés pour que la première paroi de l'au moins un échangeur thermique puisse dépasser de l'au moins une pièce support afin de venir au contact d'un côté de la batterie à refroidir. Selon une caractéristique de la présente invention, l'au moins un échangeur thermique s'étend principalement le long d'une direction d'extension et au moins deux organes de rappel élastique peuvent être agencés l'un derrière l'autre, le long de ladite direction d'extension. Selon cette caractéristique, ces organes de rappel élastique peuvent être disposés dans au moins deux logements distincts réalisés dans au moins deux pièces supports distinctes. Selon des variantes de réalisation, un unique organe de rappel élastique peut s'étendre sur toute la dimension de l'au moins un échangeur thermique, le long de la direction d'extension, ou bien l'au moins un organe de rappel élastique peut s'étendre sur une partie seulement de l'au moins un échangeur thermique, avantageusement sur une partie centrale de cet au moins un échangeur thermique. La présente invention concerne également un boîtier de support d'au moins une batterie pour véhicule automobile, comprenant au moins un dispositif de refroidissement selon l'un quelconque des modes de réalisation de la présente invention.
Selon un aspect de la présente invention, l'au moins une pièce support est une pièce rapportée dans le fond du boîtier et fixée à celui-ci. Cet au moins une pièce support est alors disposée entre la paroi de fond du boîtier et les échangeurs thermiques à plaquer contre la batterie à refroidir, de telle sorte que les portions de contact des organes de rappel élastiques soient disposées au contact de ces échangeur thermiques.
Selon une caractéristique de la présente invention, l'au moins une pièce support peut former une pièce monobloc avec le boîtier de support dans lequel est intégré le dispositif de refroidissement.
On entend par « pièce monobloc » le fait que l'au moins une pièce support et le boîtier de support sont deux composants liés entre eux de manière à former un unique ensemble ne pouvant être séparé sans occasionner la détérioration de l'au moins une pièce support ou du boîtier de support. Cette réalisation d'une pièce monobloc permet notamment de faciliter l'assemblage de ces composants dans le produit final mais également de réduire l'encombrement de ce produit final afin de pouvoir l'intégrer sous le châssis d'un véhicule.
Selon cette caractéristique, le(s) dispositifs) de refroidissement selon la présente invention est/sont disposé(s) dans le boîtier puis, dans un deuxième temps, la batterie est disposée au contact du/des échangeur(s) thermique(s) de ce(s) dispositifs) de refroidissement.
Selon une variante de réalisation de la présente invention, l'au moins une pièce support est réalisée par un couvercle du boîtier de support de l'au moins une batterie.
Ce couvercle formant pièce support peut ainsi être indépendant du boîtier de support et donc être disposé pour fermer ce boîtier, une fois que le(s) dispositifs) de refroidissement est(sont) mis en place dans ledit boîtier.
D'autres caractéristiques détails et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif, en relation avec les différents exemples de réalisation de l'invention illustrés sur les figures suivantes :
-la figure 1 est une représentation schématique d'un boîtier de support d'une batterie selon un aspect de la présente invention, comprenant, outre la batterie, un dispositif de refroidissement selon un premier mode de réalisation de la présente invention ;
-les figures 2 et 3 sont des représentations schématiques du dispositif de refroidissement et d'un logement de ce dispositif de refroidissement selon le premier mode de réalisation de la présente invention ; -la figure 4 est une représentation schématique du dispositif de refroidissement selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention ;
-la figure 5 est une vue en perspective du dispositif de refroidissement selon un troisième mode de réalisation de la présente invention ; et les figures 6 et 7 sont des représentations schématiques du dispositif de refroidissement selon un quatrième et un cinquième mode de réalisation de la présente invention.
Les figures 1 à 3 illustrent schématiquement un dispositif de refroidissement 1 selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Sur ces figures, le dispositif de refroidissement 1 est illustré seul ou intégré dans un boîtier de support 21 d'au moins une batterie 22.
Tel qu'illustré sur ces figures, le dispositif de refroidissement 1 comprend une pièce support 2 présentant une pluralité de logements 5, chaque logement 5 étant délimité par deux parois latérales 3 et une paroi de fond 4 et configuré pour recevoir un organe de rappel élastique 6. On peut noter que la figure 3 illustre l'un de ces logements 5·
Les parois latérales 3 sont ainsi agencées en série, selon une direction perpendiculaire à une direction d'extension d'un échangeur thermique 7 qui sera décrit ci-après. Dans cette pluralité de parois latérales, on peut distinguer deux parois latérales d'extrémité 29 et des parois latérales intermédiaires 30. Chaque paroi latérale d'extrémité 29 participe à la délimitation d'un seul logement 5 tandis que chacune des parois latérales intermédiaires 30 participe à délimiter deux logement 5 successifs.
Chacun de ces logements 5 est configuré pour recevoir un organe de rappel élastique 6. Comme on peut le voir sur les figures, cet organe de rappel élastique 6 comprend deux extrémités 9 et une portion de contact 8 avec un échangeur thermique 7· Cet échangeur thermique 7 présente notamment une première paroi 10 destinée à être plaquée contre un côté de la batterie 22 à refroidir et une deuxième paroi 11, opposé à la première paroi 10, et destinée à être disposée au contact de l'organe de rappel élastique 6, et notamment au niveau de la portion de contact 8 de cet organe de rappel élastique 6. La première paroi 10 et la deuxième paroi 11 présentent toutes deux des surfaces planes. Cet échangeur thermique 7 présente en outre une série de tubes dans lesquels peut circuler un fluide réfrigérant capable de capter des calories par exemple émises par une batterie en fonctionnement. Ce fluide réfrigérant permet ainsi un échange thermique entre l'échangeur thermique 7 et la batterie 22 à refroidir contre laquelle il est plaqué. Selon un aspect de la présente invention notamment illustré sur la figure 1, le dispositif de refroidissement 1 est disposé sous la batterie 22, c'est-à-dire entre le côté 23 inférieur de la batterie 22 et le boîtier 21, la première paroi 10 de l'échangeur thermique 7 étant alors une paroi 10 supérieure de cet échangeur thermique 7 et la deuxième paroi 11 étant quant à elle une paroi 11 inférieure de cet échangeur thermique 7· Autrement dit, la batterie 22, l'échangeur thermique 7, l'organe de rappel élastique 6 et la paroi de fond du boîtier 21 sont empilés selon une direction verticale. Selon cet aspect, les parois latérales 3 de la pièce support 2 sont ainsi des parois verticales et la paroi de fond 4 de la pièce support 2 est une paroi horizontale.
Selon une caractéristique de la présente invention, l'organe de rappel élastique 6 est disposé de manière à être en tension entre les parois latérales 3 de la pièce support 2, ce qui génère, sous l'effet d'un effort tendant à le pousser vers la paroi de fond du boîtier 21, une force de rappel élastique F qui s'exerce contre la paroi 11 inférieure de l'échangeur thermique 7 via la portion de contact 8, cette force de rappel élastique F étant dirigée vers la batterie 22 contre laquelle est agencé l'échangeur thermique 7· Plus précisément, l'échangeur thermique 7 appuie contre la portion de contact 8 de l'organe de rappel élastique 6 et tend à le déplacer vers la paroi de fond 4 du dispositif de refroidissement 1. L'organe de rappel élastique 6 étant tenu à ses extrémités 9, par contact contre les parois latérales 3, il tend à reprendre sa position d'origine et à pousser l'échangeur thermique 7 à distance de la paroi de fond 4· Dans ce contexte, lorsque l'effort de poussée initiale est plus important, du fait du poids de la batterie 22 appuyant sur l'échangeur thermique 7, l'effort de rappel est plus important en retour et tend à plaquer fortement l'échangeur thermique 7 contre la batterie 22.
On comprend donc que la force de rappel élastique F permet de plaquer la première paroi 10 de l'échangeur thermique 7 contre le côté 23 inférieur de la batterie 22 à refroidir, permettant alors la captation des calories émises par cette batterie 22 lors de son fonctionnement par le fluide de refroidissement circulant dans les tubes de cet échangeur thermique 7· L'organe de rappel élastique 6 présente ainsi la portion de contact 8 configurée pour être au contact de l'échangeur thermique 7 et deux extrémités 9· Ces extrémités 9 présentent une forme courbée qui tend à repartir en direction de la portion de contact 8 de l'organe de rappel élastique 6, formant ainsi une boucle 17 notamment visible sur la figure 3· Comme cela est visible sur la figure 2, chacune des parois latérales 3 de la pièce support 2, qu'il s'agisse des parois latérales d'extrémité 29 ou des parois latérales intermédiaires 30, présente sur une face interne 28, autrement dit sur une face tournée vers le logement 5, une zone de contact 12 de l'une des deux extrémités 9 de l'organe de rappel élastique 6 sur ladite paroi latérale 3· L'intervalle entre deux parois latérales 3 définissant un logement 5 est calculé en fonction d'une dimension de l'organe de rappel élastique 6. Cet intervalle est déterminé afin qu'une fois en appui contre ces parois latérales 3, l'organe de rappel élastique 6 soit en tension et puisse alors exercer la force de rappel élastique F dirigée vers l'échangeur thermique 7, sous l'effet d'une contrainte initiale exercée par l'échangeur thermique 7, et par la batterie 22 appuyant sur cet échangeur thermique 7·
La boucle 17 formée aux extrémités 9 de l'organe de rappel élastique 6 permet une souplesse dans la zone de contact 12 entre cet organe de rappel élastique 6 et la paroi latérale 3, et un enroulement autour d'un point d'appui de ces extrémités 9 sur les parois latérales 3, de sorte que la contrainte d'origine peut être transmise en retour pour plaquer l'échangeur thermique contre la batterie.
Selon le premier mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 3, les zones de contact 12 entre chaque paroi latérale 3 et l'extrémité 9 correspondante des organes de rappel élastique 6 sont ménagées sur une face interne 28 plane, régulière et qui s'étend selon une direction perpendiculaire à la paroi de fond 4 de la pièce support 2. Selon l'exemple de réalisation illustré sur ces figures, la paroi de fond 4 de la pièce support 2 forme une pièce monobloc avec le boîtier de support 21. Comme cela a pu être précisé précédemment, on entend par « pièce monobloc » le fait que la pièce support 2 et le boîtier de support 21 sont deux composants liés entre eux de manière à former un unique ensemble ne pouvant être séparé sans occasionner la détérioration de la pièce support 2 ou du boîtier de support 21. Cette réalisation d'une pièce monobloc permet notamment de réduire l'encombrement du dispositif de refroidissement 1 et du boîtier de support 21, en ne prévoyant qu'une unique paroi de fond, commune au dispositif de refroidissement et au boîtier de support de batterie, afin de pouvoir l'intégrer sous un châssis d'un véhicule.
Notamment dans ce cas d'une pièce monobloc, dans lequel l'organe de rappel élastique est en appui contre la paroi de fond du boîtier de support, il convient de prêter attention au risque de corrosion que peut générer le contact de l'organe de rappel élastique, qui peut notamment être réalisé en acier inoxydable, et du boîtier de support 21, classiquement métallique. Il peut notamment être envisagé un traitement spécifique de la surface de l'organe de rappel élastique afin d'éviter cette corrosion, et par exemple par l'intermédiaire de peinture déposée par cataphorèse, par anodisation, par brumisation, par brunissage, ou d'autres procédés équivalents.
Par ailleurs, on comprend que l'organe de rappel élastique pourrait être obtenu dans d'autre matériau que de l'acier inoxydable, dès lors que la matière choisie travaille dans son domaine élastique sur la plage de déformation requise.
Selon un autre exemple de réalisation de la présente invention, la pièce support 2 peut être rapportée et fixée dans le fond du boîtier 21.
La figure 4 illustre le dispositif de refroidissement 1 selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention. Tel que représenté, les zones de contact 12 sont ménagées cette fois au niveau d'épaulements 13 réalisés dans chacune des faces internes 28 des parois latérales 3· Chaque épaulement 13 présente ainsi une première face d'appui 18 formée par la face interne 28 de la paroi latérale 3 et une deuxième face d'appui 19 perpendiculaire à la première face d'appui 18.
Selon ce deuxième mode de réalisation, les extrémités 9 des organes de rappel élastique 6 présente un double contact, aussi bien contre la première face d'appui 18 que contre la deuxième face d'appui 19. Ce double contact permet notamment d'augmenter la surface de contact entre les parois latérales et les extrémités 9 des organes de rappel élastique 6. La deuxième face d'appui 19 permet également d'éviter le glissement de l'organe de rappel élastique le long de la paroi latérale sous l'effet d'une contrainte d'origine de la batterie et de l'échangeur thermique sur l'organe de rappel élastique. Quel que soit le mode de réalisation de la présente invention, on comprend donc que l'organe de rappel élastique 6 du dispositif de refroidissement 1 prend appui contre les parois latérales 3 de la pièce support 2 de ce dispositif de refroidissement 1.
Afin de pouvoir générer la force de rappel élastique F, l'organe de rappel élastique 6 doit pouvoir prendre appui sur une paroi suffisamment épaisse. Ainsi, les parois latérales 3 de la pièce support 2 présentent une épaisseur minimale d'au moins 0,5mm si la pièce de support 2 est en métal, et d'au moins 1mm si la pièce de support 2 est en plastique
En revanche, il convient de noter que dans chacun des modes de réalisation précédemment illustrés, l'organe de rappel élastique 6 n'est pas en contact avec la paroi de fond 4 de la pièce support 2 et que dès lors, il n'exerce aucune force ou aucune pression sur cette paroi de fond. Cette paroi de fond peut donc présenter une épaisseur moindre, qui permet d'une part d'alléger l'ensemble formé par le boîtier de support de la batterie et le dispositif de refroidissement, et d'autre part de diminuer l'encombrement de cet ensemble selon une direction perpendiculaire au plan d'extension de la paroi de fond, à savoir dans une configuration préférée de l'invention, l'encombrement vertical. Dans le cas décrit précédemment d'un agencement monobloc, le sous-dimensionnement de la paroi de fond 4 de la pièce support 2 revient à un sous-dimensionnement de la paroi de fond du boîtier de support. Cette diminution de l'encombrement vertical est particulièrement intéressante, dans la mesure où le boîtier de support de batterie est le plus souvent destiné à être disposé sous le châssis d'un véhicule, au voisinage du sol, donc dans un espace restreint dans lequel l'encombrement de chaque composant doit être réduit au maximum.
Selon un aspect de l'invention, les parois latérales 3 de la pièce support 2 présentent ainsi une épaisseur 14 inférieure à une épaisseur 15 de la paroi de fond 4· Tel qu'illustré, ces épaisseurs sont mesurées perpendiculairement à leurs parois. En d'autres termes, et dans l'exemple selon lequel le dispositif de refroidissement 1 est disposé au niveau de la paroi de fond du boîtier de support agencée horizontalement, l'épaisseur 14 des parois latérales 3 est mesurée selon une direction horizontale tandis que l'épaisseur 15 de la paroi de fond 4 est mesurée selon une direction verticale,
Avantageusement, les parois latérales 3 de la pièce support 2 présentent des épaisseurs 14 sensiblement identiques entre elles et les zones de contact 12 entre ces parois latérales 3 et les extrémités 9 des organes de rappel élastique 6 sont ménagées à des hauteurs sensiblement identiques, étant entendu qu'on entend par « hauteurs sensiblement identiques » le fait que ces zones de contact 12 sont ménagées à des distances identiques de la paroi de fond 4 de la pièce support 2.
La figure 5 est une vue en perspective du dispositif de refroidissement 1 selon un troisième mode de réalisation de la présente invention, qui diffère notamment des modes de réalisation précédemment décrits en l'agencement de la zone de contact.
Selon ce troisième mode de réalisation, au moins une zone de contact 12 de l'une des extrémités 9 des organes de rappel élastique 6 sur la paroi latérale correspondante est ménagée au niveau d'une encoche 16. Là encore, la présence d'une encoche réalisée dans la paroi latérale permet d'augmenter la surface de contact entre chaque organe de rappel élastique 6 et les parois latérales 3 et d'éviter le glissement d'un organe de rappel élastique le long de la paroi latérale correspondante.
Selon un aspect de la présente invention, par exemple illustré sur cette figure, le dispositif de refroidissement 1 présente un unique échangeur thermique 7 s'étendant principalement selon une direction d'extension D et deux organes de rappel élastique 6 agencés l'un derrière l'autre le long de cette direction d'extension D. Ces deux organes de rappel élastique 6 sont disposés dans deux logements 5 de deux pièces support 2 distincts agencés l'un derrière l'autre, le long de la direction d'extension D. On comprend que l'on pourrait avoir dans ce contexte un dispositif de refroidissement comportant une pluralité d'échangeurs thermiques agencés en série perpendiculairement à cette direction d'extension D, chaque échangeur thermique étant associé à une pluralité d'organes de rappel élastique agencés l'un derrière l'autre le long de cette direction d'extension.
Tel que précédemment décrit, chacun de ces logements 5 est délimité par des parois latérales 3 et une paroi de fond 4· En l'espèce, les parois latérales 3 de ces logements 5 sont alignées le long de la direction d'extension D, et présentent une coupure 20 délimitant partiellement chacun de ces logements 5, le long de cette direction d'extension D. Cette coupure 20 présente notamment l'avantage d'alléger le dispositif de refroidissement 1 selon la présente invention.
On pourra prévoir dans des variantes de réalisation, le fait qu'un unique organe de rappel élastique peut s'étendre sur toute la dimension de l'échangeur thermique, le long de la direction d'extension, ou bien qu'un unique organe de rappel élastique peut s'étendre sur une partie seulement de l'échangeur thermique, avantageusement sur une partie centrale de cet au moins un échangeur thermique. Les figures 6 et 7 illustrent quant à elles schématiquement un quatrième et un cinquième mode de réalisation de la présente invention.
Selon ces deux modes de réalisation, l'organe de rappel élastique 6 présente deux portions de contact 8 configurées pour être en appui, chacune, contre un échangeur thermique 7· Ces deux portions de contact 8 sont reliées entre elles par une portion centrale 24. Dans les exemples illustrés, un organe de rappel élastique est ainsi commun à deux échangeurs thermiques, agencés côte à côte et perpendiculairement à la direction d'extension D, dans un même logement.
Comme précédemment décrit, cet organe de rappel élastique 6 présente également deux extrémités 9 qui, dans des zones de contact 12, coopèrent avec des parois latérales 3 de la pièce support 2.
Selon le quatrième mode de réalisation visible sur la figure 6, la portion centrale 24 de l'organe de rappel élastique 6 présente une courbure 25 en forme de U évasé, la base 26 de cette forme de U évasé étant disposée au contact de la paroi de fond 4 de la pièce support 2. Selon le cinquième mode de réalisation représenté sur la figure 7, la pièce support 2 présente une paroi de support 27 de la portion centrale 24. Cette paroi de support 27 s'étend depuis la paroi de fond 4, selon une direction perpendiculaire à cette paroi de fond 4 et présente une surface d'extrémité libre 31, à l'opposé de la paroi de fond 4, parallèle à cette paroi de fond 4 et configurée pour former une surface d'appui de la portion centrale 24 de l'organe de rappel élastique 6, cette portion centrale 24 présentant également une surface plane.
On comprend que ces contacts entre la portion centrale 24 de l'organe de rappel élastique 6 et la paroi de fond 4 de la pièce support 2 participent également à générer la force de rappel élastique F exercée par l'organe de rappel élastique 6 vers les échangeurs thermiques 7, mais que ce contact additionnel, en complément du contact des extrémités de l'organe de rappel élastique sur les parois latérales, n'est que d'appoint et qu'il permet, tel qu'illustré sur les figures 6 ou 7 de sous-dimensionner l'épaisseur de la paroi de fond par rapport aux parois latérales, tout comme dans les modes de réalisation précédents.
Selon l'un quelconque des quatrième et cinquième modes de réalisation présentés ci- dessus et tel que précédemment mentionné pour les autres modes de réalisation, la pièce support 2 peut former une pièce monobloc avec le boîtier de support 21 dans lequel le dispositif de refroidissement 1 selon la présente invention est destiné à être intégré. En d'autres termes, la paroi de fond 4 de la pièce support 2 peut être confondue avec la paroi de fond du boîtier 21. Les parois latérales 3 forment alors des zones de contact 12 pour les organes de rappel élastique 6 qui s'étendent en saillie de cette paroi de fond du boîtier 21. Selon cette caractéristique de la présente invention, les parois latérales d'extrémité 29 peuvent être formées par les parois latérales du boîtier 21, ou par des parois latérales distinctement formées en saillie de la paroi de fond de ce boîtier 21.
Dans une variant ici non représenté, la pièce support peut être réalisée par un couvercle dudit boîtier de support, les parois latérales étant alors formées en saillie de ce couvercle. Quel que soit le mode de réalisation de la présente invention, on remarque que les dimensions de chacun des composants du dispositif de refroidissement 1 sont calculées pour que la première paroi 10 de l'échangeur thermique 7 puisse dépasser du logement 5, et notamment des parois latérales 3 délimitant ce logement 5, afin de pouvoir être plaquée contre le côté de la batterie, tel qu'illustré sur la figure 1. Ainsi l'invention propose un dispositif de refroidissement destiné à être intégré dans un boîtier de support d'une batterie pour véhicule automobile, notamment électrique ou hybride, comprenant au moins un échangeur thermique et au moins un organe de rappel élastique agencés dans au moins un logement d'une pièce support, l'organe de rappel élastique étant configuré pour exercer une force de rappel élastique dirigé vers l'au moins un échangeur thermique et permettant de plaquer ce dernier contre un côté de la batterie à refroidir logée dans le boîtier de support, en prenant appui contre des parois latérales de l'au moins un logement.
Tel que cela a été décrit précédemment, ceci permet notamment d'obtenir un dispositif de refroidissement, ou directement un boîtier dans le cas d'un agencement monobloc, dans lequel seules les parois latérales sont surdimensionnées pour encaisser les efforts de rappel, et dans lequel la paroi de fond peut ainsi être amincie. Ce dimensionnement est particulièrement intéressant dans un agencement de la batterie et de son boîtier dans lequel la paroi de fond du boîtier est une paroi de fond disposée au plus proche du sol.
L'invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici, et elle s'étend également à tous moyens ou configurations équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens. En particulier, la forme et la disposition des organes de rappel élastique peuvent être modifiées sans nuire à l'invention, dans la mesure où elles remplissent les fonctionnalités décrites dans le présent document.
Les modes de réalisation qui sont décrits ci-dessus ne sont nullement limitatifs : on pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques mentionnées dans ce document, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de refroidissement (l) d'une batterie (22) d'un véhicule automobile, comprenant au moins un échangeur thermique (7), au moins un organe de rappel élastique (6) présentant au moins une portion de contact (8) avec l'au moins un échangeur thermique (7) et deux extrémités (9), et au moins une pièce support (2) présentant au moins un logement (5) délimité par une paroi de fond (4) et deux parois latérales (3) formant des montants en saillie de la paroi de fond (4), l'au moins un organe de rappel élastique (6) étant configuré pour prendre appui sur au moins une paroi du logement (5), de manière à pouvoir exercer une force de rappel élastique (F) dirigée vers l'au moins un échangeur thermique (7), caractérisé en ce qu'au moins une des deux extrémités (9) de l'au moins un organe de rappel élastique (6) est en appui, dans une zone de contact (12), sur l'une des parois latérales (3) de l'au moins un logement (5), ces parois latérales (3) s'étendent selon une direction parallèle à la force de rappel élastique (F).
2. Dispositif de refroidissement (l) selon la revendication précédente, dans lequel les zones de contact (12) de l'organe de rappel élastique sur les parois latérales (3) sont ménagées à des hauteurs sensiblement équivalentes.
3. Dispositif de refroidissement (l) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une zone de contact (12) de l'une des extrémités (9) de l'organe de rappel élastique sur une paroi latérale (3) est ménagée sur une face interne (28) de cette paroi latérale (3), ladite face interne, tournée vers l'au moins un logement (5), étant plane.
4· Dispositif de refroidissement (l) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une zone de contact (12) de l'une des extrémités (9) de l'organe de rappel élastique (6) sur une paroi latérale (3) est ménagée au niveau d'un épaulement (13) réalisé dans cette paroi latérale (3).
5. Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une zone de contact (12) de l'une des extrémités (9) de l'organe de rappel élastique (6) sur une paroi latérale (3) est ménagée au niveau d'une encoche (16) réalisée dans cette paroi latérale (3)·
6. Dispositif de refroidissement (l) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'au moins une pièce support (2) comprend une pluralité de parois latérales (3) agencées parallèlement les unes aux autres et délimitant une pluralité de logements (5)· 7· Dispositif de refroidissement (l) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'au moins un organe de rappel élastique (6) présente deux portions de contact (8) reliées entre elles par une portion centrale (24) et configurées pour être chacune en contact avec au moins un échangeur thermique (7).
8. Dispositif de refroidissement (l) selon la revendication précédente, dans lequel la portion centrale (24) de l'au moins un organe de rappel élastique (6) présente une courbure (25) destinée à être disposée au contact de la paroi de fond (4) de l'au moins une pièce support (2).
9. Dispositif de refroidissement (l) selon la revendication 7, dans lequel la portion centrale (24) de l'au moins un organe de rappel élastique (6) présente une surface plane configurée pour être disposée au contact d'une extrémité libre d'une paroi de support
(27) s'étendant depuis la paroi de fond (4) de la pièce support (2) et selon une direction perpendiculaire à cette paroi de fond (4).
10. Dispositif de refroidissement (l) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les parois latérales (3) de l'au moins une pièce support (2) présentent une épaisseur (14) supérieure à une épaisseur (15) de la paroi de fond (4) de cette au moins une pièce support (2).
11. Dispositif de refroidissement (l) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'au moins un échangeur thermique (7) présente une première paroi (lO) destinée à être plaquée contre la batterie (22) et une deuxième paroi (il) agencée à l'opposé de la première paroi (îo) et présentant une surface plane configurée pour être disposée au contact de l'au moins une portion de contact (8) de l'au moins un organe de rappel élastique (6).
12. Dispositif de refroidissement (l) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'au moins un échangeur thermique (7) s'étend principalement le long d'une direction d'extension (D) et dans lequel au moins deux organes de rappel élastique (6) sont agencés l'un derrière l'autre, le long de ladite direction d'extension (D) et dans lequel ces au moins deux organes de rappel élastique (6) sont disposés dans au moins deux logements (5) distincts réalisés dans au moins deux pièces supports (2) distinctes. · Boîtier (21) de support d'au moins une batterie (22) pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif de refroidissement (l) selon l'une quelconque des revendications précédentes. · Boîtier (21) selon la revendication précédente, dans lequel l'au moins une pièce support (2) forme une pièce monobloc avec le boîtier (21). · Boîtier (21) selon l'une quelconque des revendications 13 ou 14, dans lequel l'au moins une pièce support (2) est réalisée par un couvercle de ce boîtier (21).
PCT/FR2018/050702 2017-03-22 2018-03-22 Dispositif de refroidissement pour batterie de véhicule automobile WO2018172710A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1752365 2017-03-22
FR1752365A FR3064400A1 (fr) 2017-03-22 2017-03-22 Dispositif de refroidissement pour batterie de vehicule automobile

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018172710A1 true WO2018172710A1 (fr) 2018-09-27

Family

ID=58739213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2018/050702 WO2018172710A1 (fr) 2017-03-22 2018-03-22 Dispositif de refroidissement pour batterie de véhicule automobile

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3064400A1 (fr)
WO (1) WO2018172710A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111490200A (zh) * 2020-03-11 2020-08-04 安徽潜川动力锂电科技有限公司 一种新能源汽车液冷式电池组

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010032898A1 (de) * 2010-07-30 2012-02-02 Valeo Klimasysteme Gmbh Kühlvorrichtung und Fahrzeugbatteriebaugruppe
DE202012102969U1 (de) * 2011-09-21 2012-09-05 Visteon Global Technologies, Inc. Batteriekühlungsanordnung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010032898A1 (de) * 2010-07-30 2012-02-02 Valeo Klimasysteme Gmbh Kühlvorrichtung und Fahrzeugbatteriebaugruppe
DE202012102969U1 (de) * 2011-09-21 2012-09-05 Visteon Global Technologies, Inc. Batteriekühlungsanordnung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111490200A (zh) * 2020-03-11 2020-08-04 安徽潜川动力锂电科技有限公司 一种新能源汽车液冷式电池组
CN111490200B (zh) * 2020-03-11 2022-06-21 安徽潜川动力锂电科技有限公司 一种新能源汽车液冷式电池组

Also Published As

Publication number Publication date
FR3064400A1 (fr) 2018-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2093818B1 (fr) Bloc de batterie d'entraînement d'un véhicule électrique, à pile à combustible ou hybride
FR3066326A1 (fr) Dispositif de refroidissement pour une batterie de vehicule automobile
FR3060206A1 (fr) Dispositif de stockage d'energie electrique pour vehicule automobile et piece rapportee formant une partie du boitier d’un tel dispositif de stockage d’energie
EP3583825B1 (fr) Interface de connexion électrique d'un dispositif de chauffage électrique pour véhicule automobile
FR2988915A3 (fr) Structure de module de batterie pour cellules li-ion a enveloppe souple et module de batterie correspondant
EP2751821A1 (fr) Couvercle de connexion d'ensembles de stockage d'energie
WO2018172710A1 (fr) Dispositif de refroidissement pour batterie de véhicule automobile
FR2988914A3 (fr) Structure de module de batterie a assemblage simplifie pour cellules li-ion a enveloppe souple et un module correspondant
WO2012038125A1 (fr) Boîte collectrice et échangeur de chaleur correspondant
WO2019229369A1 (fr) Boite collectrice et échangeur thermique correspondant
FR3054176A1 (fr) Appui-tete de siege de vehicule automobile
FR3094469A1 (fr) Dispositif de régulation thermique
WO2018172711A1 (fr) Dispositif de refroidissement pour batterie de vehicule automobile
EP2455697B1 (fr) Boîte collectrice et échangeur de chaleur correspondant
EP4028273B1 (fr) Ensemble d'alimentation électrique de véhicule automobile
EP3708425A1 (fr) Appui-tête de siège de véhicule automobile
FR3064404A1 (fr) Dispositif de refroidissement pour batteries de vehicule automobile
WO2019145642A1 (fr) Échangeur thermique, notamment pour la régulation thermique de batteries
FR3064405A1 (fr) Echangeur thermique pour batterie de vehicule automobile
EP3491316A1 (fr) Plaque collectrice, boite collectrice et echangeur thermique correspondants
FR3075472B1 (fr) Structure pour le traitement thermique d'un dispositif de stockage electrique d'un vehicule automobile
FR3062898A1 (fr) Dispositif de chauffage electrique comprenant un dispositif de limitation du debattement des elements chauffants
EP3707771B1 (fr) Structure pour le traitement thermique d'un dispositif de stockage electrique d'un vehicule automobile
FR3061122B1 (fr) Dispositif structurel de renfort transversal d'un vehicule automobile et vehicule correspondant
FR3056454A1 (fr) Cadre d'un dispositif de chauffage electrique comprenant un moyen de deformation plastique

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18715785

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18715785

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1