WO2020240143A1 - Dispositif de refroidissement et/ou de chauffage d'une batterie de véhicule électrique - Google Patents

Dispositif de refroidissement et/ou de chauffage d'une batterie de véhicule électrique Download PDF

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WO2020240143A1
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Nicolas Dufaure
Wissam Rached
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Arkema France
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of electric or hybrid type motor vehicles, requiring the use of electric batteries.
  • the invention relates more precisely to a device for cooling and / or heating a battery for an electric or hybrid motor vehicle.
  • the electric or hybrid motor vehicle thus requires a device for cooling and / or heating the battery.
  • Devices for cooling a battery consisting in the circulation of a heat transfer fluid around the battery are known, as are batteries comprising a protective box.
  • batteries today are equipped with a metal case.
  • the shapes imparted to a metal structure are obtained by a stamping process.
  • the process stamping is not the most efficient for obtaining this type of specificity.
  • This safe also has the drawback of being relatively heavy and of degrading relatively quickly over time, especially if it is located in a humid environment.
  • barrier property means that the structure is impermeable to automotive air conditioning line fluids and therefore does not allow air conditioning line fluids to be released into the atmosphere.
  • an outer envelope made up of a composition comprising:
  • the remainder being a matrix comprising mainly at least one polyamide chosen from semi-aromatic polyamides and polyamides consisting of units having an average number of carbon atoms per nitrogen atom ranging from 7 to 10, advantageously from 7.5 at 9.5;
  • the device delimiting a cooling and / or heating volume of the battery.
  • the device for cooling and / or heating a battery according to the invention has the advantage of being lighter than a device comprising a metal structure. This weight gain contributes to the energy or fuel savings sought for so-called clean vehicles.
  • this device may be in contact with an aggressive environment, such as a high temperature in summer or a very low temperature in winter, in contact with zinc chloride, shocks, or even high humidity. It has been observed that the device according to the invention exhibits satisfactory resistance to these external stresses.
  • Figure 1 is a sectional view of a device for cooling and / or heating a battery for an electric or hybrid motor vehicle.
  • Figure 2 is a sectional view of a portion of a device for cooling and / or heating a battery for an electric or hybrid motor vehicle, Figure 2 illustrating a configuration of the outer casing alternative to the outer casing shown in Figure 1.
  • FIG. 3 represents a cooling and / or heating circuit of a battery incorporating the device according to the invention.
  • Figure 4 shows a cooling and / or heating circuit of a battery incorporating the device according to the invention, comprising two heat transfer loops.
  • the device according to the invention comprises:
  • the device delimiting a cooling and / or heating volume of the battery.
  • the outer shell consists of a composition comprising:
  • the remainder being a matrix predominantly comprising at least one polyamide.
  • polyamide denotes both a homopolyamide and a copolyamide.
  • the polyamide can be obtained from the polycondensation of lactam units, of amino acid units and / or of XY units, X denoting a diamine and Y denoting a dicarboxylic acid (or diacid).
  • Lactams and amino acids contain from 4 to 12 carbon atoms.
  • they are chosen from pyrrolidinone, 2-piperidinone, caprolactam, aminohexanoic acid, pelargolactam, decanolactam, undecanolactam, 10-aminoundecanoic acid, amino-11-undecanoic acid, l 12-amino-dodecanoic acid, lauryllactam, enantholactam, caprylolactam.
  • the lactams and the amino acids are C11 and C12.
  • the diamine can be aliphatic, linear or branched, or cycloaliphatic, preferably it is linear or branched aliphatic, in particular linear.
  • the dicarboxylic acid can be aliphatic, cycloaliphatic or aromatic, preferably it is aliphatic or aromatic.
  • the diamine (X) can be C4 to C36, in particular C6 to C22, in particular C6 to C18 and the dicarboxylic acid (Y) in C4 to C36, in particular in C6 to C22, in particular in C6 to C18.
  • the diamine is chosen from butanediamine, pentanediamine, 2-methyl-1, 5-pentanediamine, 1, 6-hexamethylenediamine, 1, 7-heptanediamine, 1, 8-octanediamine, 1 , 9-nonanediamine, 2-methyl- 1, 8-octane-diamine, 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine, 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 1, 10-decanediamine, 1, 11 -undecanediamine, la 2-Butyl-2-ethyl-1, 5-pentanediamine, 1, 12-dodecanediamine, 1, 13- tridecanediamine, 1, 14-tetradecanediamine, hexadecanediamine, octadecanediamine, octadecenediamine, eicosanediamine , docosanediamine and diamines obtained from fatty acids, 1, 3-xylylenediamine (denoted MXD) and 1, 4-
  • the dicarboxylic acid is chosen from succinic acid, pentanedioic acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, brassylic acid, tetradecanedioic acid, hexadecanedioic acid, octadecanoic acid, octadecenoic acid, eicosanedioic acid, docosanedioic acid and dimers of fatty acids containing 36 carbons, terephthalic acid (denoted T), isophthalic acid (denoted I), in particular dodecanedioic acid.
  • succinic acid pentanedioic acid
  • adipic acid suberic acid
  • azelaic acid sebacic acid
  • undecanedioic acid dodecanedioic acid
  • brassylic acid t
  • the diamine is chosen from 1, 8-octanediamine, 1, 9-nonanediamine, 2-methyl-1, 8-octane-diamine, 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine, 2,4 , 4-trimethylhexamethylenediamine, 1,10- decanediamine, 1,11 -undecanediamine, 2-butyl-2-ethyl-1, 5-pentanediamine, 1, 12-dodecanediamine, 1, 13-tridecanediamine, 1, 14-tetradecanediamine, in particular 1, 10-decanediamine, and the dicarboxylic acid is chosen from sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, brassylic acid, tetradecanedioic acid, terephthalic acid (noted T), isophthalic acid (noted I), in particular dodecanedioic acid.
  • the lactam is lauryllactam
  • the amino acid is chosen from 10-aminoundecanoic acid, 11-amino-undecanoic acid, 12-amino-dodecanoic acid
  • the diamine is chosen from 2 -methyl-1, 5- pentanediamine, 1, 6-hexamethylenediamine, 1, 9-nonanediamine, 2-methyl-1, 8-octanediamine, 1, 10-decanediamine and 1, 12-dodecanediamine
  • the dicarboxylic acid is chosen from adipic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, terephthalic acid (denoted T) and isophthalic acid (denoted I).
  • the lactam is lauryllactam
  • the amino acid is chosen from 10-aminoundecanoic acid, 11-amino-undecanoic acid, 12-amino-dodecanoic acid
  • diamine is chosen from 2-methyl-1, 5-pentanediamine, 1, 6-hexamethylenediamine, 1, 10-decanediamine and 1, 12-dodecanediamine
  • the dicarboxylic acid is chosen from adipic acid, sebacic acid , dodecanedioic acid, terephthalic acid (noted T) and isophthalic acid (noted I).
  • the outer shell comprises a polyamide matrix comprising at least one polyamide chosen from semi-aromatic polyamides and polyamides consisting of units having an average number of carbon atoms per nitrogen atom ranging from 9 to 18.
  • the average number of carbon atoms per nitrogen atom is understood to mean the average of the number of carbon atoms per unit, that is to say, by chain between two nitrogen atoms.
  • the units are linked to each other by amide functions: -CO-NFI-.
  • -CO-NFI- there are as many nitrogen atoms as there are amide groups (-CO-NFI-).
  • the number of carbon atoms per nitrogen atom is the average of the X unit and of the Y unit.
  • the PA612 resulting from the polycondensation of hexanediamine and of l dodecanedioic acid is an AP with 9 carbon atoms per nitrogen atom, in other words is a C9 AP, according to the following calculation: (6 + 12) / 2.
  • the number of carbon atoms per nitrogen atom is calculated according to the same principle. The calculation is carried out on a molar basis for the various amide units.
  • the polyamide present in the composition of the outer shell is chosen from PA612, PA1010, PA10T, PA10T / 1010, PA11, PA12, PA11 / 10T, PA12 / 10T, PA 1012, PA 618, PA 12T , PA 1010/1012, PA BACT / 6T, PA BACT / 10T, PA BACT / 12T, PA MPMDT / 6T, PA MPMDT / 10T, PA MPMDT / 12T, PA MXDT / 6T, PA MXDT / 10T, PA MXDT / 12T , PA11 / BACT / 6T, PA 11 / BACT / 10T, PA 11 / BACT / 12T, PA 11 / MPMDT / 6T, PA 11 / MPMDT / 10T, PA 11 / MPMDT / 12T, PA 11 / MXDT / 6T, PA 11 / MPMDT / 12T, PA 11 / MXDT / 6
  • the polyamide (s) represent from 50 to 80% by weight, relative to the total weight of the matrix.
  • the composition of the outer shell comprises more than 25% by weight of polyamide relative to the total weight of the composition.
  • composition constituting an outer shell according to the invention comprises 20 to 65% by weight relative to the total weight of the composition of reinforcing fibers.
  • the fibers present in the composition of the envelope can be of different dimensions.
  • the reinforcing fibers can be qualified as short, long or continuous fibers. A mixture of these fibers of different dimensions and / or of different nature can also be used.
  • the so-called short fibers are of length between 200 and 400 ⁇ m.
  • the so-called long fibers preferably have a length greater than 1000 ⁇ m.
  • the length of the glass fibers is measured according to ISO 22314: 2006 (E).
  • These reinforcing fibers can be chosen from:
  • carbon fibers which includes fibers of carbon nanotubes or nanotubes (CNTs), carbon nanofibers or graphenes; silica fibers such as glass fibers, in particular of type E, R or S2; boron fibers; ceramic fibers, in particular silicon carbide fibers, boron carbide fibers, boron carbonitride fibers, silicon nitride fibers, boron nitride fibers, basalt fibers; fibers or filaments based on metals and / or their alloys; fibers of metal oxides, in particular of alumina (Al2O3); fibers metallized such as metallized glass fibers and metallized carbon fibers or mixtures of the aforementioned fibers.
  • CNTs carbon nanotubes or nanotubes
  • silica fibers such as glass fibers, in particular of type E, R or S2
  • boron fibers ceramic fibers, in particular silicon carbide fibers, boron carbide fibers, boron carbonitride fiber
  • thermoplastic polymers based on amorphous thermoplastic polymer and have a glass transition temperature Tg greater than the Tg of the polyamide or mixture of polyamides, present in the matrix, when the latter is amorphous; or greater than the Tm of the polyamide or mixture of polyamides present in the matrix, when the latter is semi-crystalline.
  • they are based on a semi-crystalline thermoplastic polymer and have a melting point Tm greater than the Tg of the polyamide or mixture of polyamides present in the matrix, when the latter is amorphous; or greater than the Tm of the polyamide or mixture of polyamides present in the matrix when the latter is semi-crystalline.
  • thermosetting polymers and more particularly chosen from: unsaturated polyesters, epoxy resins, vinyl esters, phenolic resins, polyurethanes, cyanoacrylates and polyimides, such as bis-maleimide resins, aminoplasts resulting from the reaction of an amine such as melamine with an aldehyde such as glyoxal or formaldehyde,
  • thermoplastic polymers and more particularly chosen from: polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT),
  • Kevlar® aromatic polyamides
  • aromatic polyamides such as those corresponding to one of the formulas: PPDT, MPDI, PAA and PPA, with PPD and MPD being respectively p- and m-phenylene diamine, PAA being the polyarylamides and PPA being the polyphthalamides,
  • fibers of polyamide block copolymers such as polyamide / polyether, fibers of polyarylether ketones (PAEK) such as polyetherether ketone (PEEK), polyetherketone ketone (PEKK), polyetherketoneetherketone ketone (PEKEKK).
  • PAEK polyarylether ketones
  • PEEK polyetherether ketone
  • PEKK polyetherketone ketone
  • PEKEKK polyetherketoneetherketone ketone
  • fibers of natural origin and in particular of plant origin, there may be mentioned fibers based on flax, castor, wood, kenaf, coconut, hemp, jute, lignin, bamboo , including spider silk, sisal, and other cellulosic fibers, in particular viscose.
  • These fibers of plant origin can be used pure, treated or else coated with a coating layer, with a view to facilitating the adhesion and impregnation of the polymer matrix.
  • the reinforcing fibers can constitute a fibrous material, which can also be a fabric, braided or woven with fibers.
  • fibers with retaining threads can also correspond to fibers with retaining threads. These constitution fibers can be used alone or in mixtures.
  • organic fibers can be mixed with mineral fibers to be impregnated with the polymer matrix and form the prepreg fibrous material.
  • the rovings of organic fibers can have several grammages. They can also have several geometries.
  • the fibers can be in the form of short fibers, which then make up the felts or nonwovens which can be in the form of strips, sheets, or pieces, or in the form of continuous fibers, which make up the 2D fabrics, the braids or wicks of unidirectional (UD) or non-woven fibers.
  • the fibers constituting the fibrous material may also be in the form of a mixture of these reinforcing fibers of different geometries.
  • the fibrous material consists of continuous fibers of carbon, glass or silicon carbide or their mixture, in particular carbon fibers. It is used as a wick or several wicks.
  • the preferred short reinforcing fibers are short fibers chosen from: carbon fibers, including metallized, glass fibers, including metallized type E, R, S2, aramid fibers (such as Kevlar®) or aromatic polyamides, polyarylether ketone (PAEK) fibers, such as polyetherether ketone (PEEK), polyetherketone ketone (PEKK) fibers, polyetherketoneetherketone ketone (PEKEKK) fibers or mixtures thereof.
  • carbon fibers including metallized, glass fibers, including metallized type E, R, S2, aramid fibers (such as Kevlar®) or aromatic polyamides, polyarylether ketone (PAEK) fibers, such as polyetherether ketone (PEEK), polyetherketone ketone (PEKK) fibers, polyetherketoneetherketone ketone (PEKEKK) fibers or mixtures thereof.
  • PEEK polyetherether ketone
  • PEKK polyetherketone ket
  • the reinforcing fibers are selected from fibers of glass, carbon, ceramic, aramid or mixtures thereof.
  • the outer casing of the device according to the invention has heat insulating properties.
  • the reinforcing fibers will preferably be chosen from glass fibers, basalt fibers and aramid fibers.
  • the content of reinforcing fibers may be different in the composition.
  • the fiber content is preferably between 20 and 60% by weight of reinforcing fibers.
  • the fiber content is preferably between 40 and 65% by weight of reinforcing fibers.
  • composition constituting the outer shell of the device according to the invention may comprise at least one flame retardant.
  • the flame retardant is chosen from halogen-free flame retardants, as described in US 2008/0274355 and in particular a metal salt chosen from a metal salt of phosphinic acid, a metal salt of acid diphosphinic, a polymer containing at least one metal salt of phosphinic acid, a polymer containing at least one metal salt of diphosphinic acid.
  • the flame retardant can also be chosen from red phosphorus, an antimony oxide, a zinc oxide, an iron oxide, a magnesium oxide, metal borates, such as a zinc borate, melamine pyrophosphates, melamine cyanurates, anti-drip agents of silicone or fluorinated nature.
  • the flame retardant can also be a mixture of the above agents.
  • halogenated flame retardants such as a brominated or polybrominated polystyrene, a brominated polycarbonate or a brominated phenol.
  • the flame retardant can also be chosen from the metal salt of phosphinic acid of formula (I) below and the metal salt of diphosphinic acid of formula (II) below: with
  • R1 and R2 independently of each other, denote a linear or branched C1 -C6 alkyl group, or an aryl group;
  • R3 represents a linear or branched C1 -C10 alkylene, C6-C10 arylene, C6-C10 alkylarylene, or C6-C10 arylalkylene group,
  • M is an Mg, Ca, Al, Sb, Sn, Ge, Ti, Zn, Fe, Zr, Ce, Bi, Sr, Mn, Li, Na, K ion and / or a protonated amine base
  • m denotes an integer of 1 to 4
  • n denotes an integer from 1 to 4
  • x denotes an integer from 1 to 4
  • n and m being chosen so that the salt is neutral, that is to say that it is not a carrier of an electric charge.
  • M represents a calcium, magnesium, aluminum or zinc ion.
  • R1 and R2 independently of each other, denote a methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, tert-butyl, n-pentyl and / or phenyl group.
  • R3 represents a methylene, ethylene, n-propylene, iso-propylene, n-butylene, tert-butylene, n-pentylene, n-octylene, n-dodecylene group; phenylene, naphthylene; methylphenylene, ethylphenylene, tert-butylphenylene, methylnaphthylene, ethylnaphthylene, tert-butylnaphthylene; phenylmethylene, phenylethylene, phenylpropylene, or phenylbutylene.
  • the flame retardant may be the product of the trade name Exolit OP 1230 sold by Clariant, which is the aluminum salt of the salt of diethylphosphinic acid (CAS No. 225789-38-8).
  • the content of flame retardant is between 0 and 30% by weight, preferably 15 and 25% by weight, and more particularly between 17 and 22% by weight relative to the total weight of the composition.
  • composition constituting the envelope of the device according to the invention may comprise at least one impact modifier.
  • the composition constituting the envelope of the device according to the invention can comprise from 0 to 20% by weight relative to the total weight of the composition of at least one impact modifier
  • the impact modifier is advantageously constituted by a polymer having a flexural modulus of less than 100 MPa measured according to the ISO 178 standard at 50% RH and of a Tg of less than 0 ° C measured according to the standard 11357-2 of 2013.
  • the glass transition temperature Tg of the polyamides is measured using a differential scanning calorimeter (DSC), after a second heating pass, according to the ISO 1 1357-2: 2013 standard.
  • the heating and cooling rate is 20 ° C / min.
  • the impact modifier consists of one or more polyolefins, some or all of these bearing a function chosen from carboxylic acid, carboxylic anhydride and epoxide functions.
  • the polyolefin can be chosen from a copolymer of ethylene and propylene with an elastomeric character (EPR), an ethylene-propylene-diene copolymer with an elastomeric character (EPDM) and an ethylene / (meth) acrylate copolymer.
  • the composition can comprise up to 20% by weight, relative to the total weight of said composition, of a semi-crystalline polyolefin or of a mixture of polyolefins, having a flexural modulus, measured according to the ISO standard 178 at 50% RH, greater than 300 MPa, advantageously greater than 800 MPa.
  • This impact modifier can be a functionalized polyolefin (B1).
  • functionalized polyolefin (B1) is meant the following polymers.
  • the functionalized polyolefin (B1) can be an alpha-olefin polymer having reactive units: the functionalities.
  • Such reactive units are carboxylic acid, anhydride or epoxy functions.
  • polyolefins of homopolymers or copolymers of alpha olefins or of diolefins, such as, for example, ethylene, propylene, butene-1, octene-1, butadiene, and more particularly:
  • LDPE low density polyethylene
  • HDPE high density polyethylene
  • LLDPE linear low density polyethylene, or linear low density polyethylene
  • VLDPE very low density polyethylene, or very low density polyethylene
  • metallocene polyethylene metallocene polyethylene
  • ethylene / alpha-olefin copolymers such as ethylene / propylene, EPR (abbreviation of ethylene-propylene-rubber) and ethylene / propylene / diene (EPDM), styrene / ethylene-butene / styrene (SEBS) block copolymers , styrene / butadiene / styrene (SBS), styrene / isoprene / styrene (SIS), styrene / ethylene-propylene / styrene (SEPS),
  • polyolefins described above can be grafted, co-polymerized or ter polymerized by reactive units (the functionalities), such as the carboxylic acid, anhydride or epoxy functions.
  • these polyolefins are grafted or co- or ter polymerized with unsaturated epoxides such as glycidyl (meth) acrylate, or with carboxylic acids or the corresponding salts or esters such as (meth) acrylic acid (it can be totally or partially neutralized by metals such as Zn, etc.) or else by carboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride.
  • the functionalized polyolefin (B1) can be chosen from the following (co) polymers, grafted with maleic anhydride or glycidyl methacrylate, in which the degree of grafting is for example from 0.01 to 5% by weight:
  • ethylene / alpha-olefin copolymers such as ethylene / propylene, EPR (abbreviation of ethylene-propylene-rubber) and ethylene / propylene / diene (EPDM), styrene / ethylene-butene / styrene (SEBS) block copolymers , styrene / butadiene / styrene (SBS), styrene / isoprene / styrene (SIS), styrene / ethylene-propylene / styrene (SEPS),
  • alkyl (meth) acrylate copolymers containing up to 40% by weight of alkyl (meth) acrylate,
  • a functionalized polyolefin is for example a PE / EPR mixture, the weight ratio of which can vary widely, for example between 40/60 and 90/10, said mixture being co-grafted with an anhydride, in particular anhydride maleic, according to a degree of grafting, for example of 0.01 to 5% by weight.
  • the functionalized polyolefin (B1) can also be chosen from ethylene / propylene copolymers predominantly in propylene grafted with maleic anhydride and then condensed with polyamide (or a polyamide oligomer) mono-amine (products described in EP-A -0342066).
  • the functionalized polyolefin (B1) can also be a polymer co- or ter of at least the following units:
  • anhydride such as maleic anhydride or (meth) acrylic acid or epoxy such as glycidyl (meth) acrylate.
  • anhydride such as maleic anhydride or (meth) acrylic acid or epoxy such as glycidyl (meth) acrylate.
  • functionalized polyolefins of the latter type mention may be made of the following copolymers, where ethylene preferably represents at least 60% by weight and where the termonomer (the function) represents for example 0, 1 to 12% by weight of the copolymer:
  • (meth) acrylic acid can be salified with Zn or Li.
  • alkyl (meth) acrylate denotes methacrylates and C1 alkyl acrylates to C8, and can be chosen from methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, methyl methacrylate and ethyl methacrylate.
  • the aforementioned polyolefins (B1) can also be crosslinked by any suitable process or agent (diepoxy, diacid, peroxide, etc.); the term functionalized polyolefin also includes mixtures of the abovementioned polyolefins with a difunctional reagent such as diacid, dianhydride, diepoxy, etc. capable of reacting with these or mixtures of at least two functionalized polyolefins capable of reacting with each other.
  • a difunctional reagent such as diacid, dianhydride, diepoxy, etc.
  • copolymers mentioned above (B1) can be copolymerized in a random or block fashion and have a linear or branched structure.
  • the molecular weight, the MFI index, the density of these polyolefins can also vary to a large extent, which those skilled in the art will appreciate.
  • the MFI index, short for Melt Flow Index, is the melt flow index. It is measured according to the ASTM 1238 standard.
  • the functionalized polyolefins (B1) are chosen from any polymer comprising alpha olefinic units and units bearing polar reactive functions such as epoxy, carboxylic acid or functions. carboxylic acid anhydride.
  • carboxylic acid anhydride By way of examples of such polymers, mention may be made of the ter polymers of ethylene, of alkyl acrylate and of maleic anhydride or of glycidyl methacrylate, such as Lotader® from the Applicant or polyolefins grafted with l. maleic anhydride such as Orevac® from the Applicant, as well as terpolymers of ethylene, of alkyl acrylate and of (meth) acrylic acid.
  • the functionalized polyolefins (B1) are:
  • the functionalized polyolefin (B1) is present in a content of between 0 and 20% by weight, preferably between 1 and 10% by weight relative to the total weight of the composition.
  • composition according to the invention can comprise at least one unfunctionalized polyolefin (B2).
  • An unfunctionalized polyolefin (B2) is conventionally a homopolymer or copolymer of alpha olefins or diolefins, such as, for example, ethylene, propylene, butene-1, octene-1, butadiene.
  • alpha olefins or diolefins such as, for example, ethylene, propylene, butene-1, octene-1, butadiene.
  • LDPE low density polyethylene
  • HDPE high density polyethylene
  • LLDPE linear low density polyethylene, or linear low density polyethylene
  • VLDPE very low density polyethylene, or very low density polyethylene
  • metallocene polyethylene metallocene polyethylene
  • copolymers mentioned above (B2) can be copolymerized in a random or sequenced manner and have a linear or branched structure.
  • the non-functionalized polyolefins (B2) are chosen from homopolymers or copolymers of polypropylene and any homopolymer of ethylene or copolymer of ethylene and of a higher alpha olefinic type comonomer such as butene, hexene, octene or 4-methyl-1 -pentene. Mention may be made, for example, of PP (PolyPropylene), high density polyethylenes, medium density polyethylenes, linear low density polyethylenes, low density polyethylenes, very low density polyethylenes.
  • PP PolyPropylene
  • polyethylenes are known to those skilled in the art as being produced according to a radical process, according to a Ziegler type catalysis or, more recently, according to a so-called metallocene catalysis.
  • copolymers of ethylene and vinyl acetate (EVA) such as those sold under the trade name EVATANE® by the Applicant.
  • the MFI of (A) and the MFI of (B1) and (B2) can be chosen from a wide range, it is however recommended to facilitate the dispersion of (B1) and (B2) that the viscosities of (B1) and (B2) are close.
  • the unfunctionalized polyolefin is present in a content of between 0 and 20% by weight, preferably between 1 and 10% by weight relative to the total weight of the composition.
  • the impact modifier can also be a copolymer formed from polyamide blocks and polyether blocks, the polyamide blocks and the polyether blocks being linked by an ester function. These products are described in document FR 2 273 021 and sold under the trade name PEBAX® by the company ARKEMA.
  • Copolycondensation polyamide blocks (abbreviated PA below) and polyether blocks (abbreviated PE below) result from the copolycondensation of polyamide blocks having reactive ends with polyether blocks having reactive ends.
  • PA polyamide blocks having reactive ends
  • PE polyether blocks having reactive ends
  • the polyamide blocks having dicarboxylic chain ends originate, for example, from the condensation of polyamide precursors in the presence of a dicarboxylic acid chain regulator.
  • the polyamide blocks having diamine chain ends originate, for example, from the condensation of polyamide precursors in the presence of a chain regulating diamine.
  • the bond between the blocks is either an ester bond or an amide bond.
  • the PA block and PE block polymers can comprise a single PA block and a single PE block.
  • They can also comprise several PA blocks which are identical in terms of the structure of the constituent monomer (s) of the polyamide and identical PE, distributed randomly.
  • Said polymers can be prepared by simultaneous reaction of the PE blocks and of the precursors of the PA blocks.
  • a polymer is then obtained having PE blocks and PA blocks of very variable length depending on the moment during which the chain regulator intervenes during the formation of the PA block, but also the various reactants having reacted randomly which are distributed in a manner random (statistical) along the polymer chain.
  • composition constituting the external envelope of the device according to the invention comprises from 0 to 30% by weight relative to the total weight of the composition of at less one impact modifier, preferably from 0.1 to 25%, and more preferably from 5 to 20%.
  • composition constituting the outer shell of the device according to the invention can also comprise from 0 to 20% of additives.
  • the additives present in the composition constituting the envelope are chosen from thermal stabilizers, plasticizers, lubricants, organic or inorganic pigments, UV stabilizers, antistatic agents, mineral fillers, and fillers.
  • organic such as, for example, talc, calcium carbonate, titanium dioxide, zinc oxide and organic fillers.
  • fillers mention may in particular be made of silica, titanium oxide or else glass beads.
  • the thermal stabilizer can be chosen from a copper-based stabilizer, an organic stabilizer and their mixture.
  • the copper-based stabilizer may consist of one or more constituents chosen from copper-based compounds such as cuprous chloride, cupric chloride, cuprous bromide, cupric bromide, cuprous iodide, cupric iodide, cuprous acetate and cupric acetate. Mention may be made of halides and acetates of other metals such as silver. These copper-based compounds are typically associated with alkali metal halides. A well known example is the mixture of Cul and K1, where the Cul: KI ratio is typically between 1: 5 to 1: 15. An example of such a stabilizer is Polyadd P201 from the company Ciba. Further details on copper-based stabilizers can be found in US Pat. No. 2,705,227.
  • copper-based stabilizers such as complexed coppers such as Bruggolen H3336, H3337, H3373 from the company Brueggemann.
  • the copper-based stabilizer is chosen from copper halides, copper acetate, copper halides or copper acetate mixed with at least one alkali metal halide, and their mixtures, preferably mixtures of copper iodide and potassium iodide (Cul / Kl).
  • the organic stabilizer can be chosen, without this list being restrictive, from:
  • antioxidants for example Irganox 245, Irganox 1010, Irganox 1098 from the company Ciba, Irganox MD1024 from the company Ciba, Lowinox 44B25 from the company Great Lakes,
  • phosphorus-based stabilizers such as phosphites, for example Nrgafos 168 from the company Ciba,
  • UV absorber such as Tinuvin 312 from Ciba
  • a stabilizer of amine type such as Naugard 445 from the company Crompton, or else of hindered amine type such as Tinuvin 770 from the company Ciba,
  • the amount of thermal stabilizer (s) within the composition is preferably between 0.05 and 5% by weight, relative to the total weight of the composition.
  • the additives are present in the composition generally in a content of 0.1 to 15% by weight, preferably 1 to 15 by weight relative to the total weight of the composition.
  • the outer shell consists of a composition consisting of: - from 20 to 65% by weight relative to the total weight of the composition of reinforcing fibers, which do not exhibit thermal conduction properties,
  • the outer shell consists of a composition comprising
  • the outer shell consists of a composition comprising
  • the outer shell consists of a composition consisting of - from 40 to 65% by weight relative to the total weight of the composition of reinforcing fibers, which do not exhibit thermal conduction properties,
  • the internal envelope arranged opposite the battery and intended to be in contact with a heat transfer fluid consists of a composition comprising:
  • the remainder being a matrix mainly comprising at least one polyamide chosen from semi-aromatic polyamides and polyamides consisting of units having an average number of carbon atoms per nitrogen atom ranging from 7 to 10, advantageously from 7.5 to 9.5.
  • suitable polyamides for the inner shell can be homopolyamides or copolyamides.
  • the lactams and the amino acids used to obtain homopolyamides must have an average number of carbon atoms per nitrogen atom of between 7 and 10.
  • the lactams and the amino acids are C10.
  • the monomers useful for obtaining the polyamide (s) present in the matrix of the composition constitute the internal envelope are chosen from the lists of polyamides of the external layer.
  • the polyamide of the inner layer is chosen from PA610, PA410, PA412, PA612, PA1010, PA6T, PA6I, PA9T, PA10T, PA6T / 6I, PA6T / 10T, PA6T / 1010, PA10T / 1010, and their mixture.
  • the polyamide constituting the matrix of the inner shell is chosen from PA 610, PA612, PA9T, PA10T, and PA 1010.
  • the reinforcing fibers present in the composition constituting the inner shell are identical to those listed above for the outer shell.
  • composition constituting the inner shell of the device according to the invention comprises 10 to 20% by weight relative to the total weight of the composition of at least one thermally conductive component, preferably 12 to 18%.
  • thermally conductive components make it possible to give the polymer matrix, which receives them, thermal conductivity, or else to increase its thermal conductivity.
  • the thermally conductive components may be chosen from carbon, carbon fibers, carbon black such as for example that sold by the company Imerys under the name Ensaco 250G, carbon nanotubes (denoted CNT) such as for example those sold by Arkema in the form of MB Graphistrength®, expanded graphite such as for example the Timrex®C-THERM TM range, and in particular the product of the trade name Timrex®C-THERM TM 001 sold by the company Imerys, the nitride of aluminum and boron nitride.
  • the chosen reinforcing fibers exhibit thermal conduction properties, such as, for example, carbon fibers, CNTs, carbon nanofibers or graphenes.
  • the composition may not comprise a thermally conductive component.
  • the flame retardants present in the composition constituting the internal envelope are identical to those listed above for the external envelope.
  • the impact modifiers present in the composition constituting the inner shell are identical to those listed above for the outer shell.
  • the inner shell consists of a composition comprising:
  • the inner shell consists of a composition comprising:
  • the inner shell consists of a composition consisting of:
  • the inner shell consists of a composition comprising:
  • the inner shell consists of a composition comprising:
  • the inner shell consists of a composition comprising:
  • the inner shell consists of a composition consisting of:
  • the internal envelope encapsulates all of the cells by complementarity of shape.
  • the internal envelope and / or the external envelope may / may be coated internally and / or externally with a layer having a low permeability to water.
  • a layer having a low permeability to water makes it possible to confer a barrier effect to humidity, that is to say to ensure the tightness of the battery vis-à-vis, depending on its location, the heat transfer fluid or the external environment of the device according to the invention.
  • the term “internal” is understood to mean a layer placed opposite the passage of the heat transfer fluid.
  • the layer (s) having a low permeability to water makes it possible / makes it possible to avoid, depending on its / their location, fluid leaks to the coil or to the outside of the cooling and / or heating device.
  • this / these layer (s) can / can be made of EVOH, of polyolefins, such as polypropylene or of polyethylenes: HDPE, LDPE.
  • the ratio of the thermal conductivity (l) of the inner shell to the thermal conductivity (l) of the outer shell is at least greater than 1.5, preferably ranging from 1.5 to 300. , more particularly from 2 to 100, and more preferably from 2 to 50.
  • the thermal conductivity (l) of the outer casing is less than or equal to 10 W.nrr 1 .K 1 , preferably between 0.1 and 10 W.nrr 1.K 1 , more particularly between 0.3 and 1 W. nrr 1 . K 1 .
  • the thermal conductivity measurements of materials are carried out using the HOT DISK technology as detailed in the ISO 22007-2 standard.
  • the convection coefficient can also be used to qualify the heat transfer between an envelope and the fluid circulating in the device.
  • the outer casing does not or little heat transfer between the fluid and the shell material.
  • the material of the internal envelope is chosen so as to allow a maximum of heat transfer between the internal envelope close to or in contact with the battery and the fluid.
  • the invention also relates to a process for preparing the composition as defined above.
  • the composition can be prepared by any method, which makes it possible to obtain a homogeneous mixture containing the composition according to the invention, and optionally other additives, such as extrusion in the molten state, compaction, or even a roller mixer, while taking into account the size of the reinforcing fibers.
  • thermoplastics industry such as extruders, such as twin-screw type extruders, and mixers, for example BUSS co-mixers.
  • the battery device according to the invention can be produced by different techniques.
  • the battery device according to the invention can be obtained by injection, extrusion, coextrusion, hot compression, multi-injection from at least one composition as defined above.
  • the battery device according to the invention can be produced by various techniques chosen from: pultrusion, filament winding, thermocompression, infusion molding, resin transfer molding (RTM), structured molding by injection and reaction (S-RIM) or injection-compression molding.
  • RTM resin transfer molding
  • S-RIM structured molding by injection and reaction
  • a particular closed-mold technique is RTM or S-RIM or injection-compression.
  • the term "resin" in RTM is identified here with the composition according to the invention without the reinforcing fibers.
  • the manufacturing process can comprise
  • the present invention also relates to a cooling and / or heating circuit for an electric or hybrid motor vehicle battery, comprising a main circulation loop for a heat transfer fluid provided with means intended for the circulation of the heat transfer fluid. heat transfer fluid in the main loop.
  • the main loop is connected to a reversible heat pump and to a cooling and / or heating device as described above.
  • the heat transfer fluid is chosen from a gas, for example air, a liquid, for example glycol water, hydrocarbon compounds, hydrofluorocarbons, ethers, hydrofluoroethers, C02, NH3, SO2 and fluoroolefins.
  • the refrigerant is chosen from among the compounds of hydrocarbons, hydrofluorocarbons, ethers, hydrofluoroethers, halocarbons, CO2, NH3, SO2 and fluoroolefin.
  • the heat transfer fluid is a refrigerant selected from C02, haloalkanes, haloalkenes, fluoropropenes, fluoropropanes and fluoroethanes; preferably among the
  • HFO-1234yf refers to
  • HCFO-1233zd refers to 1 -chloro-3,3,3-trifluoropropene
  • HCFO-1224yd refers to 1 -chloro-2, 3,3,3-tetrafluoropropene
  • HFO-1336mzz refers to 1, 1, 1 , 4,4,4-hexafluorobut-2-ene.
  • the heat transfer fluid is a refrigerant selected from 1, 3,3,3-tetrafluoropropene (1234ze), 2, 3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf or 1234yf), difluoromethane (HFC-32); in particular the heat transfer fluid is 2,3,3,3-tetrafluoropropene (1234yf) and difluoromethane, alone or as a mixture.
  • the heat transfer fluid can be a mixture of 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf) and difluoromethane (HFC-32) in proportions ranging from 20 to 95% by weight of HFO- 1234yf based on the total weight of the mixture, the balance at 100% being HFC-32.
  • the transfer fluid can be one of the following mixtures of HFO-1234yf / HFC-32 of 27.5 / 72.5; 35/65; 42.5 / 57.5; 45/55; 55/45; 57.5 / 42.5; 70/30; 78.5 / 21.5; 80/20 and 90/10 as a percentage by weight relative to the total weight of the mixture.
  • the refrigerant contains a lubricant, preferably chosen from mineral oils, silicone oils, paraffins of natural origin, naphthenes, synthetic paraffins, alkylbenzenes, poly-alpha olefins, polyalkylenes. glycols, polyol esters and / or polyvinyl ethers; the lubricant being more particularly preferably a polyalkylene glycol or a polyol ester.
  • a lubricant preferably chosen from mineral oils, silicone oils, paraffins of natural origin, naphthenes, synthetic paraffins, alkylbenzenes, poly-alpha olefins, polyalkylenes. glycols, polyol esters and / or polyvinyl ethers; the lubricant being more particularly preferably a polyalkylene glycol or a polyol ester.
  • the circuit may comprise at least one secondary loop connected to the main loop, the secondary loop (s) being connected to the passenger compartment of the motor vehicle and / or to an electronic circuit connected to an electric motor of the motor vehicle and / or to an internal combustion engine of the motor vehicle, when the motor vehicle is of the hybrid type.
  • the circuit can comprise a control device configured to control the heat transfer from the main loop to the at least one secondary loop as defined above.
  • Figure 1 is a sectional view of a device for cooling and / or heating a battery for an electric or hybrid motor vehicle, the device comprising an inner casing and an outer casing.
  • FIG. 2 is a sectional view of a portion of a device for cooling and / or heating a battery for an electric or hybrid motor vehicle, the device comprising internal and external envelopes, FIG. 2 illustrating a configuration of the outer shell alternative to the outer shell shown in Figure 1.
  • Figures 1 and 2 illustrate two embodiments of a device for cooling and / or heating an electric or hybrid vehicle battery according to the invention.
  • the cooling and / or heating device according to the invention 1 illustrated comprises two envelopes.
  • An inner casing 2 is arranged opposite the battery 3.
  • An outer casing 4 forms with the inner casing 2 a passage for the flow of the heat transfer fluid s.
  • the device 1 is provided with an inlet 6 and an outlet 7 for the passage of the heat transfer fluid 5.
  • a space 8 is arranged between the battery 3 and the internal casing 2.
  • the battery 3 comprises a plurality of adjacent cell packs.
  • the internal envelope 2 is inserted between two packs of adjacent cells.
  • FIG. 2 schematically represents a portion of the battery 3 comprising three packs of identical cells 9, 10 and 11. Reference will be made to the adjacent packs 9 and 10 each comprising four walls, respectively 9a, 9b, 9c, 9d and 10a, 10b, 10c, 10d.
  • the internal casing 2 is disposed in part facing the walls 9a, 9b, 9c, 9d of the pack 9 and the walls 10a, 10b, 10c, 10d of the pack 10.
  • the internal casing 2 thus extends as close as possible to the cell packs of the battery 3 so as to conform to their shape, thus making it possible to improve the heat transfer between the battery 3 and the heat transfer fluid 5. for better energy recovery.
  • the polyamide composition advantageously makes it possible to easily and quickly manufacture such a casing 2 adapted to the complex geometry of the battery 3.
  • the internal and external envelopes can / can be coated with a layer having a low permeability to water.
  • the layer (s) (not shown in the figures) can / can be internal (s) or external (s).
  • At least one layer having a low permeability to water is placed in contact with the inner shell 2, internally, that is to say in contact with the heat transfer fluid 5.
  • the function of the heat transfer fluid 5 is to transfer heat between two or more temperature sources.
  • This fluid can be a gas, air or else a liquid.
  • FIG. 3 illustrates a circuit according to a particular embodiment of the invention.
  • the circuit 20 comprises a device according to the invention 21 encapsulating a battery, a regulator 22, a heat exchanger 23, a four-way valve 24, and a compressor 25.
  • the heat exchanger 23 is of the air / fluid type. heat transfer, preferably refrigerant.
  • the heat exchanger 23 is traversed by the refrigerant from circuit 20 and by the air flow supplied by a fan. Part or all of this same air flow, for example, can pass through a heat exchanger of the cooling circuit of a heat engine for a hybrid vehicle (not shown in the figure) or else of the passenger compartment.
  • the direction of air circulation depends on the operating mode of circuit 20, the needs of the battery and the needs of the heat engine, for hybrid vehicles
  • heat pump mode that is to say when the battery needs to be heated
  • the direction of flow of the refrigerant is reversed via the valve 24
  • the heat exchanger 23 acts as a condenser, while the device 21 acts as an evaporator.
  • the heat exchanger 23 then makes it possible to heat the air flow intended for the passenger compartment of the motor vehicle.
  • the cooling circuit exchangers can be activated using valves according to the needs of the heat engine (heating of the air entering the engine or recovery of energy produced by this engine).
  • the vapor compression circuit may include different branches equipped with separate heat exchangers, the refrigerant circulating or not circulating in these branches, depending on the mode of operation.
  • the vapor compression circuit may include means for changing the direction of circulation of the refrigerant, comprising for example one or more three-way or four-way valves.
  • Figure 4 illustrates a circuit according to another embodiment of the invention.
  • the circuit 30 includes two heat transfer fluid circulation loops 32 and 36, a loop 32 in which air circulates and a loop 36 in which a refrigerant circulates.
  • the loop 32 comprises a device according to the invention 31 encapsulating a battery and a heat exchanger 33 of the air / fluid type.
  • This loop 32 includes an air flow for heating or cooling the battery.
  • a fan can be incorporated in this loop to circulate the air.
  • the heat exchanger 33 is also part of the loop 36, which comprises a compressor 34, a heat exchanger 35 and a pressure reducer 37.
  • the exchanger 35 can be connected to the passenger compartment of the vehicle or to the heat engine for the special case of a hybrid vehicle.

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Abstract

L'invention concerne Dispositif destiné à être utilisé dans un circuit de refroidissement et/ou de chauffage d'une batterie de véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant : -une enveloppe externe constituée d'une composition comprenant : - de 20 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui ne présentent pas de propriétés de conduction thermique -le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide et - une enveloppe interne disposée en regard de la batterie et destinée à être en contact avec un fluide réfrigérant constituée d'une composition comprenant : - de 5 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, - de 10 à 20% en poids par rapport au poids total d'au moins un composant thermiquement conducteur, lorsque les fibres de renfort utilisées ne sont pas thermiquement conductrices, - au moins un agent ignifugeant, et - le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide choisi parmi les polyamides semi-aromatiques et les polyamides constitués de motifs présentant un nombre moyen d'atomes de carbone par atome d' azote allant de 7 à 10, avantageusement de 7,5 à 9,5 - une entrée de fluide de transfert de chaleur; et - une sortie de fluide de transfert de chaleur, le dispositif délimitant un volume de refroidissement et/ou de chauffage de la batterie.

Description

Dispositif de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule électrique
DOMAINE DE L'INVENTION
[0001 ] La présente invention concerne de manière générale, le domaine des véhicules automobiles de type électrique ou hybride, nécessitant l’utilisation de batteries électriques.
[0002] L’invention se rapporte, plus précisément, à un dispositif de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie pour véhicule automobile électrique ou hybride.
ARRIERE-PLAN TECHNIQUE
[0003] L’un des buts recherchés dans ce domaine automobile est de proposer des véhicules de moins en moins polluants. Ainsi, les véhicules électriques ou hybrides comportant une batterie visent à remplacer progressivement les véhicules thermiques, tels que les véhicules à essence ou bien à gasoil. Or, il s’avère que la batterie est un constituant du véhicule relativement complexe. Selon l’emplacement de la batterie dans le véhicule, il peut être nécessaire de la protéger des chocs et de l’environnement extérieur, qui peut être à des températures extrêmes et à une humidité variable. Il est également nécessaire d’éviter tout risque de flammes.
[0004] De plus, il est important que sa température de fonctionnement n’excède pas 55°C pour ne pas détériorer les cellules de la batterie et préserver sa durée de vie. A l’inverse, par exemple en hiver, il peut être nécessaire d’élever la température de la batterie de manière à optimiser son fonctionnement.
[0005] Le véhicule automobile électrique ou hybride nécessite ainsi un dispositif de refroidissement et/ou de chauffage de la batterie. Des dispositifs de refroidissement d’une batterie, consistant en la circulation d’un fluide de transfert de chaleur autour de la batterie sont connus, de même que des batteries comportant un coffre de protection. En particulier, les batteries sont aujourd’hui équipées d’un coffre en métal. Par ailleurs, les formes conférées à une structure métallique sont obtenues par un procédé d’emboutissage. Or, lorsque la forme du coffre est complexe, en raison de son emplacement par exemple, le procédé d’emboutissage n’est pas le plus performant pour obtenir ce type de spécificité. Ce coffre présente également l’inconvénient d’être relativement lourd et de se dégrader relativement rapidement dans le temps, notamment s’il est situé dans un environnement humide.
[0006] Ainsi, il est recherché une structure légère et résistante pouvant à la fois protéger la batterie de l’environnement extérieur et jouer le rôle d’un échangeur de chaleur. Ainsi, les éléments du dispositif doivent :
- être étanches aux fluides transportés et donc présenter des propriétés barrières vis-à-vis de ces fluides (et en particulier aux composés frigorigènes fluorocarbonés tels que le R134a, R-1234yf ou R-1234ze), ainsi qu’à l’eau, et à l’oxygène. Le terme « propriété barrière » signifie que la structure est imperméable aux fluides des lignes de climatisation automobile et ne permet donc pas l’émission des fluides de ligne de climatisation dans l’atmosphère.
- présenter une résistance chimique aux fluides transportés, ainsi qu’aux huiles des compresseurs, à l’eau et à l’oxygène, afin d’éviter une dégradation excessive sur le long terme ;
- non seulement présenter une résistance mécanique suffisante (en particulier résistance à l’éclatement) et permettre l’amortissement de vibrations ;
- présenter une résistance thermique satisfaisante, compte tenu du fait que les fluides transportés peuvent être à une température élevée, et que la température de l’environnement peut également être élevée (en particulier dans la climatisation automobile, les pièces concernées pouvant être disposées au voisinage du moteur) et notamment au ZnCI2.
[0007] Ainsi, il est recherché des matériaux remplaçant les structures métalliques connues, qui répondent au cahier des charges spécifiques mentionné ci-dessus et visant à améliorer le transfert thermique ayant lieu entre la batterie et le fluide de transfert de chaleur dans un dispositif de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie.
RESUME DE L’INVENTION [0008] Ces buts sont atteints grâce à un dispositif destiné à être utilisé dans un circuit de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant :
- une enveloppe externe constituée d’une composition comprenant :
- de 20 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui ne présentent pas de propriétés de conduction thermique,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide et
- une enveloppe interne disposée en regard de la batterie et destinée à être en contact avec un fluide de transfert de chaleur constituée d’une composition comprenant :
- de 5 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort,
- de 10 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un composant thermiquement conducteur, lorsque les fibres de renfort utilisées ne sont pas thermiquement conductrices,
-au moins un agent ignifugeant, et
-le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide choisi parmi les polyamides semi-aromatiques et les polyamides constitués de motifs présentant un nombre moyen d'atomes de carbone par atome d'azote allant de 7 à 10, avantageusement de 7,5 à 9,5 ;
- une entrée de fluide de transfert de chaleur ; et
- une sortie de fluide de transfert de chaleur,
le dispositif délimitant un volume de refroidissement et/ou de chauffage de la batterie.
[0009] Le dispositif de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie selon l’invention présente l’avantage d’être plus léger qu’un dispositif comprenant une structure métallique. Ce gain de poids participe à l’économie d’énergie ou de carburant recherchée pour des véhicules dits propres. [0010] Selon son emplacement dans le véhicule, ce dispositif peut se trouver au contact d’un environnement agressif, comme une température élevée en été ou bien une température très basse en hiver, au contact de chlorure de zinc, des chocs, ou encore une humidité importante. Il a été observé que le dispositif selon l’invention présente d’une résistance satisfaisante à ces contraintes extérieures.
[001 1 ] De plus, il a été observé, que selon les constructeurs automobiles, la forme des batteries peut varier. En effet, les constructeurs cherchent à loger cette batterie dans des espaces inutilisés ou relativement inutilisables jusqu’à présent. Or, la mise en forme d’une matière plastique par moulage ou injection est bien plus facile à réaliser que celle d’une plaque métallique.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0012] La figure 1 est une vue en coupe d’un dispositif de refroidissement et/ou chauffage d’une batterie pour véhicule automobile électrique ou hybride.
[0013] La figure 2 est une vue en coupe d’une portion d’un dispositif de refroidissement et/ou chauffage d’une batterie pour véhicule automobile électrique ou hybride, la figure 2 illustrant une configuration de l’enveloppe externe alternative à l’enveloppe externe illustrée à la figure 1 .
[0014] La figure 3 représente un circuit de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie incorporant le dispositif selon l’invention.
[0015] La figure 4 représente un circuit de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie incorporant le dispositif selon l’invention, comportant deux boucles de transfert de chaleur.
DESCRIPTION DETAILLEE
[0016] D'autres caractéristiques, aspects, objets et avantages de la présente invention apparaîtront encore plus clairement à la lecture de la description et des exemples qui suivent.
[0017] Il est par ailleurs précisé que les expressions "compris entre... et..." et "de... à..." utilisées dans la présente description doivent s'entendre comme incluant chacune des bornes mentionnées.
LE DISPOSITIF [0018] Le dispositif selon l’invention comprend :
- une enveloppe externe,
-une enveloppe interne,
- une entrée de fluide de transfert de chaleur ; et
- une sortie de fluide de transfert de chaleur,
le dispositif délimitant un volume de refroidissement et/ou de chauffage de la batterie.
ENVELOPPE EXTERNE
[0019] L’enveloppe externe est constituée d’une composition comprenant :
- de 20 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort,
-le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
POLYAMIDES
[0020] Le terme polyamide désigne aussi bien un homopolyamide qu’un copolyamide.
[0021] La nomenclature utilisée pour définir les polyamides est décrite dans la norme ISO 1874-1 :2011 "Plastiques - Matériaux polyamides (PA) pour moulage et extrusion - Partie 1 : Désignation", notamment en page 3 (tableaux 1 et 2) et est bien connue de l’homme du métier.
[0022] Le polyamide peut être obtenu à partir de la polycondensation de motifs lactames, de motifs aminoacides et/ou de motifs XY, X désignant une diamine et Y désignant un acide dicarboxylique (ou diacide).
[0023] Les lactames et les aminoacides comportent de 4 à 12 atomes de carbone. De préférence, ils sont choisis parmi la pyrrolidinone, la 2-pipéridinone, le caprolactame, l’acide aminohexanoïque, le pelargolactame, le décanolactame, l'undecanolactame, l'acide 10-aminoundécanoïque, l'acide amino-11- undécanoïque, l'acide amino-12-dodécanoïque, le lauryllactame, l'énantholactame, le caprylolactame.
[0024] Avantageusement, les lactames et les aminoacides sont en C11 et C12. [0025] La diamine peut être aliphatique, linéaire ou ramifiée, ou cycloaliphatique, préférentiellement elle est aliphatique linéaire ou ramifiée, notamment linéaire. L’acide dicarboxylique peut être aliphatique, cycloaliphatique ou aromatique, préférentiellement il est aliphatique ou aromatique.
[0026] Concernant les polyamides obtenus à partir de la polycondensation de motifs XY, la diamine (X) peut être en C4 à C36, notamment C6 à C22, en particulier en C6 à C18 et l’acide dicarboxylique (Y) en C4 à C36, notamment en C6 à C22, en particulier en C6 à C18.
[0027] Avantageusement, la diamine est choisie parmi la butanediamine, la pentanediamine, la 2-méthyl-1 ,5-pentanediamine, la 1 ,6-hexaméthylènediamine, la 1 ,7-heptanediamine, la 1 ,8-octanediamine, la 1 ,9-nonanediamine, la 2-méthyl- 1 ,8-octane-diamine, la 2,2,4-triméthylhexaméthylènediamine, la 2,4,4- triméthylhexaméthylènediamine, la 1 ,10-décanediamine, 1 ,11 -undécanediamine, la 2-butyl-2-éthyl-1 ,5-pentanediamine, la 1 ,12-dodécanediamine, la 1 ,13- tridécanediamine, la 1 ,14-tétradécanediamine, l'hexadécanediamine, l'octadécanediamine, l'octadécènediamine, l'eicosanediamine, la docosanediamine et les diamines obtenues à partir d'acides gras, la 1 ,3-xylylène diamine (notée MXD) et la 1 ,4-xylylène diamine (notée PXD), le bis(3,5-dialkyl-4- aminocyclohexyl)-méthane, le bis(3,5-dialkyl-4-aminocyclohexyl)éthane, le bis(3,5-dialkyl-4-aminocyclohexyl)-propane, le bis(3,5-dialkyl-4-aminocyclo- hexyl)-butane, le bis-(3-méthyl-4-aminocyclohexyl)-méthane ou 3’-diméthyl-4,4’- diamino-dicyclohexyl-méthane couramment dénommé "BMACM" ou "MACM" (et noté B ci-après), le p-bis(aminocyclohexyl)-méthane couramment dénommé "PACM" (et noté P ci-après), l'isopropylidènedi(cyclohexylamine) couramment dénommé "PACP", l’isophorone-diamine (notée IPD ci-après) et le 2,6-bis(amino méthyl)norbornane couramment dénommé "BAMN", notamment la 1 ,10- décanediamine.
[0028] Une liste non-exhaustive des diamines cycloaliphatiques est donnée dans la publication "Cycloaliphatic Amines" (Encyclopaedia of Chemical Technology, Kirk- Othmer, 4th Edition (1992), pp. 386-405).
[0029] Avantageusement, le diacide carboxylique est choisi parmi l’acide succinique , l’acide pentanedioïque, l’acide adipique, l’acide subérique, l’acide azélaïque, l’acide sébacique, l’acide undécanedioïque, l’acide dodécanedioïque, l’acide brassylique, l’acide tétradécanedioïque, l'acide hexadécanedioïque, l'acide octadécanoïque, l'acide octadécènoïque, l'acide eicosanedioïque, l'acide docosanedioïque et les dimères d'acides gras contenant 36 carbones, l’acide téréphtalique (noté T), l’acide isophtalique (noté I), notamment l’acide dodécanedioïque.
[0030] Avantageusement, la diamine est choisie parmi la 1 ,8-octanediamine, la 1 ,9- nonanediamine, la 2-méthyl-1 ,8-octane-diamine, la 2,2,4- triméthylhexaméthylènediamine, la 2,4,4-triméthylhexaméthylènediamine, la 1 ,10- décanediamine, 1 ,11 -undécanediamine, la 2-butyl-2-éthyl-1 ,5-pentanediamine, la 1 ,12-dodécanediamine, la 1 ,13-tridécanediamine, la 1 ,14-tétradécanediamine, notamment la 1 ,10-décanediamine, et le diacide carboxylique est choisi parmi l’acide sébacique, l’acide undécanedioïque, l’acide dodécanedioïque, l’acide brassylique, l’acide tétradécanedioïque, l’acide téréphtalique (noté T), l’acide isophtalique (noté I), notamment l’acide dodécanedioïque.
[0031] Plus avantageusement, le lactame est le lauryllactame, l’aminoacide est choisi parmi l'acide 10-aminoundécanoïque, l'acide amino-11 -undécanoïque, l'acide amino-12-dodécanoïque, la diamine est choisie parmi la 2-méthyl-1 ,5- pentanediamine, la 1 ,6-hexaméthylènediamine, la 1 ,9-nonanediamine, la 2- méthyl-1 ,8-octane-diamine, la 1 ,10-décanediamine et la 1 ,12-dodécanediamine et le diacide carboxylique est choisi parmi l’acide adipique, l’acide sébacique, l’acide dodécanedioïque, l’acide téréphtalique (noté T) et l’acide isophtalique (noté I).
[0032] Selon un mode de réalisation très préféré, le lactame est le lauryllactame, l’aminoacide est choisi parmi l'acide 10-aminoundécanoïque, l'acide amino-11- undécanoïque, l'acide amino-12-dodécanoïque, la diamine est choisie parmi la 2- méthyl-1 ,5-pentanediamine, la 1 ,6-hexaméthylènediamine, la 1 ,10- décanediamine et la 1 ,12-dodécanediamine et le diacide carboxylique est choisi parmi l’acide adipiquer, l’acide sébacique, l’acide dodécanedioïque, l’acide téréphtalique (noté T) et l’acide isophtalique (noté I).
[0033] De préférence, l’enveloppe externe comprend une matrice polyamide comprenant au moins un polyamide choisi parmi les polyamides semi-aromatiques et les polyamides constitués de motifs présentant un nombre moyen d’atomes de carbone par atome d'azote allant de 9 à 18.
[0034] Par nombre moyen d’atomes de carbone par atome d’azote, on entend la moyenne du nombre d’atomes de carbone par motif, c’est-à-dire par enchaînement entre deux atomes d’azote. Au sein d’un polyamide, les motifs sont reliés les uns aux autres par des fonctions amide : -CO-NFI- . Ainsi, il y a autant d'atomes d'azote qu'il y a de groupes amide (-CO-NFI-). Dans le cas d'un homopolyamide de type PA-XY, le nombre d'atomes de carbone par atome d'azote est la moyenne du motif X et du motif Y. Ainsi le PA612 issu de la polycondensation de l’hexanediamine et de l’acide dodécanedioique, est un PA à 9 atomes de carbone par atome d'azote, autrement dit est un PA en C9, selon le calcul suivant : (6+12)/2. Dans le cas des copolyamides, le nombre d'atomes de carbone par atome d'azote se calcule selon le même principe. Le calcul est réalisé au prorata molaire des différents motifs amides. Ainsi le coPA-6.T/6.6 comportant 60% de 6T et 40% de 66 est en C6,6 : 60%x[(6+8)/2]+40%x[(6+6)/2] = 6,6.
[0035] Avantageusement, le polyamide présent dans la composition de l’enveloppe externe est choisi parmi le PA612, PA1010, PA10T, PA10T/1010, PA11 , PA12, PA11/10T, PA12/10T, PA 1012, PA 618, PA 12T, PA 1010/1012, PA BACT/6T, PA BACT/10T, PA BACT/12T, PA MPMDT/6T, PA MPMDT/10T, PA MPMDT/12T, PA MXDT/6T, PA MXDT/10T, PA MXDT/12T, PA11/BACT/6T, PA 11 /BACT/10T, PA 11/BACT/12T, PA 11/MPMDT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/MPMDT/12T, PA 11/MXDT/6T, PA 11/MXDT/10T, PA 11/MXDT/12T, et leur mélange. De préférence, le polyamide constituant la matrice de l’enveloppe externe est choisi parmi le PA12, PA 11 , PA 1010, PA 1012 et le PA11/10T.
[0036] Par majoritaire, au sens de la présente invention, on entend une proportion supérieure à 50% de polyamide au sein de la matrice de la composition. De préférence, le ou les polyamides représentent de 50 à 80% en poids, par rapport au poids total de la matrice.
[0037] Selon un mode de réalisation préféré, la composition de l’enveloppe externe comporte plus de 25% en poids de polyamide par rapport au poids total de la composition.
FIBRES DE RENFORT [0038] La composition constituant une enveloppe externe selon l’invention comprend de 20 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort.
[0039] Les fibres présentes dans la composition de l’enveloppe peuvent être de dimensions différentes. Les fibres de renfort peuvent être qualifiées de fibres courtes, longues ou continues. Un mélange de ces fibres de dimensions différentes et/ou de nature différente peut également être utilisé.
[0040] De préférence, les fibres dites courtes sont de longueur comprise entre 200 et 400 pm. Les fibres dites longues présentent, de préférence, une longueur supérieure à 1000 pm. La longueur des fibres de verre est mesurée selon la norme ISO 22314 : 2006(E).
[0041] Ces fibres de renfort peuvent être choisies parmi :
- les fibres minérales, celles-ci ayant des températures de fusion Tf élevées et supérieures à la température de fusion Tf dudit polyamide présent dans la matrice de la composition de l’enveloppe selon l’invention et supérieures à la température de polymérisation et/ou de mise en œuvre,
- les fibres polymériques ou de polymère ayant une température de fusion Tf ou à défaut de Tf, une température de transition vitreuse Tg’, supérieure à la température de polymérisation ou supérieure à la température de fusion Tf dudit polyamide présent dans la matrice de la composition de l’enveloppe selon l’invention et supérieure à la température de mise en œuvre,
- les fibres naturelles,
- ou les mélanges des fibres citées ci-haut.
[0042] Comme fibres minérales convenables pour l’invention, on peut citer les fibres de carbone, ce qui inclut les fibres de nanotubes ou nanotubes de carbone (NTC), les nanofibres de carbone ou les graphènes ; les fibres de silice comme les fibres de verre, notamment de type E, R ou S2 ; les fibres de bore ; les fibres céramiques, notamment fibres de carbure de silicium, fibres de carbure de bore, fibres de carbonitrure de bore, fibres de nitrure de silicium, fibres de nitrure de bore, les fibres de basalte ; les fibres ou filaments à base de métaux et/ou de leurs alliages ; les fibres des oxydes métalliques, notamment d’alumine (AI2O3) ; les fibres métallisées comme les fibres de verre métallisées et les fibres de carbone métallisées ou les mélanges des fibres précitées.
[0043] Comme fibres polymériques convenables pour l’invention, on peut citer :
- les fibres à base de polymère thermoplastique amorphe et présentent une température de transition vitreuse Tg supérieure à la Tg du polyamide ou mélange de polyamides, présent(s) dans la matrice, lorsque ce dernier est amorphe ; ou supérieure à la Tf du polyamide ou mélange de polyamides présent(s) dans la matrice, lorsque ce dernier est semi-cristallin. Avantageusement, elles sont à base de polymère thermoplastique semi-cristallin et présentent une température de fusion Tf supérieure à la Tg du polyamide ou mélange de polyamides présent(s) dans la matrice, lorsque ce dernier est amorphe ; ou supérieure à la Tf du polyamide ou mélange de polyamides présent(s) dans la matrice lorsque ce dernier est semi-cristallin. Ainsi, il n’y a aucun risque de fusion pour les fibres organiques de constitution du matériau de renfort lors de l’imprégnation par la matrice thermoplastique du composite final.
-les fibres de polymères thermodurcissables et plus particulièrement choisies parmi : les polyesters insaturés, les résines époxy, les esters vinyliques, les résines phénoliques, les polyuréthanes, les cyanoacrylates et les polyimides, tels que les résines bis-maléimide, les aminoplastes résultant de la réaction d’une amine telle que la mélamine avec un aldéhyde tel que le glyoxal ou le formaldéhyde,
- les fibres de polymères thermoplastiques et plus particulièrement choisies parmi : le polyéthylène téréphtalate (PET), le polybutylène téréphtalate (PBT),
-les fibres de polyamides,
- les fibres d’aramides (comme le Kevlar®) et polyamides aromatiques tels que ceux répondant à l’une des formules : PPDT, MPDI, PAA et PPA, avec PPD et MPD étant respectivement la p- et m-phénylène diamine, PAA étant les polyarylamides et PPA étant les polyphtalamides,
- les fibres de copolymères blocs de polyamide tel que le polyamide/polyéther, les fibres de polyaryléthers cétones (PAEK) telles que la polyétheréther cétone (PEEK), la polyéthercétone cétone (PEKK), la polyéthercétoneéthercétone cétone (PEKEKK). [0044] Parmi les fibres d’origine naturelle, et notamment végétale, on peut citer les fibres à base de lin, de ricin, de bois, de kénaf, de noix de coco, de chanvre, de jute, de lignine, de bambou, de soie notamment d’araignée, de sisal, et d’autres fibres cellulosiques, en particulier de viscose. Ces fibres d’origine végétale peuvent être utilisées pures, traitées ou bien enduites d’une couche d’enduction, en vue de faciliter l’adhérence et l’imprégnation de la matrice polymère.
[0045] Les fibres de renfort peuvent constituer un matériau fibreux, qui peut également être un tissu, tressé ou tissé avec des fibres.
[0046] Il peut également correspondre à des fibres avec des fils de maintien. Ces fibres de constitution peuvent être utilisées seules ou en mélanges. Ainsi, des fibres organiques peuvent être mélangées aux fibres minérales pour être imprégnées de la matrice polymère et former le matériau fibreux pré-imprégné.
[0047] Les mèches de fibres organiques peuvent avoir plusieurs grammages. Elles peuvent en outre présenter plusieurs géométries. Les fibres peuvent se présenter sous forme de fibres courtes, qui composent alors les feutres ou les non tissés pouvant se présenter sous la forme de bandes, nappes, ou morceaux, ou sous forme de fibres continues, qui composent les tissus 2D, les tresses ou mèches de fibres unidirectionnelles (UD) ou non tissées. Les fibres de constitution du matériau fibreux peuvent en outre se présenter sous forme d’un mélange de ces fibres de renfort de différentes géométries.
[0048] De préférence, le matériau fibreux est constitué par des fibres continues de carbone, de verre ou de carbure de silicium ou leur mélange, en particulier des fibres de carbone. Il est utilisé sous forme d’une mèche ou de plusieurs mèches.
[0049] Les fibres de renfort courtes préférées sont des fibres courtes choisies parmi les : fibres de carbone, y compris métallisées, fibres de verre, y compris métallisées de type E, R, S2, fibres d’aramides (comme le Kevlar®) ou de polyamides aromatiques, les fibres de polyaryléthers cétones (PAEK), telle que la polyétheréther cétone (PEEK), fibres de la polyéthercétone cétone (PEKK), fibres de la polyéthercétoneéthercétone cétone (PEKEKK) ou leurs mélanges.
[0050] De préférence, les fibres de renfort sont sélectionnées parmi les fibres de verre, de carbone, de céramique, d'aramide ou leurs mélanges. [0051 ] De préférence, l’enveloppe externe du dispositif selon l’invention présente des propriétés isolantes à la chaleur. Selon ce mode de réalisation préféré, les fibres de renforts seront de préférence choisies parmi les fibres de verre, les fibres de basalte, les fibres d’aramide.
[0052] En fonction de la taille des fibres utilisées : courtes, longues ou continues, la teneur en fibres de renfort peut être différente dans la composition.
[0053] Ainsi, dans le cas de fibres de renfort courtes, la teneur en fibres est préférentiellement comprise entre 20 et 60% en poids de fibres de renfort. Dans, le cas de fibres de renfort longues ou continues, la teneur en fibres est préférentiellement comprise entre 40 et 65% en poids de fibres de renfort.
LES IGNIFUGEANTS
[0054] La composition constituant l’enveloppe externe du dispositif selon l’invention peut comprendre au moins un agent ignifugeant.
[0055] De préférence, l’agent ignifugeant est choisi parmi des agents ignifugeants sans halogène, tels que décrits dans US 2008/0274355 et notamment un sel métallique choisi parmi un sel métallique de l’acide phosphinique, un sel métallique de l’acide diphosphinique, un polymère contenant au moins un sel métallique de l’acide phosphinique, un polymère contenant au moins un sel métallique de l’acide diphosphinique. L’agent ignifugeant peut également être choisi parmi du phosphore rouge, un oxyde d’antimoine, un oxyde de zinc, un oxyde de fer, un oxyde de magnésium, des borates métalliques, tels que un borate de zinc, des pyrophosphates de mélamine, des cyanurates de mélamine, des agents anti goutte de nature siliconée ou fluorée. L’agent ignifugeant peut aussi être un mélange des agents précités.
[0056] Ils peuvent également être des agents ignifugeants halogénés tels que un polystyrène bromé ou polybromé, un polycarbonate bromé ou un phénol bromé.
[0057] L’agent ignifugeant peut également être choisi parmi le sel métallique de l’acide phosphinique de formule (I) suivante et le sel métallique de l’acide diphosphinique de formule (II) suivante : avec
R1 et R2, indépendamment l’un de l’autre, désignent un groupe alkyle en C1 -C6 linéaire ou ramifié, ou un groupe aryle;
R3 représente un groupe alkylène en C1 -C10 linéaire ou ramifié, arylène en C6- C10, alkylarylène en C6-C10, ou arylalkylène en C6-C10,
M est un ion Mg, Ca, Al, Sb, Sn, Ge, Ti, Zn, Fe, Zr, Ce, Bi, Sr, Mn, Li, Na, K et/ou une base amine protonée m désigne un entier de 1 à 4, n désigne un entier de 1 à 4, x désigne un entier de 1 à 4, n et m étant choisis de manière à ce que le sel soit neutre, c’est-à-dire qu’il ne soit pas porteur d’une charge électrique.
[0058] De préférence, M représente un ion calcium, magnésium, aluminium ou zinc.
[0059] De préférence, R1 et R2, indépendamment l’un de l’autre, désignent un groupe méthyle, éthyle, n-propyle, iso-propyle, n-butyle, tertio-butyle, n-pentyle et/ou phényle.
[0060] De préférence, R3 représente un groupe méthylène, éthylène, n-propylène, iso-propylène, n-butylène, tertio-butylène, n-pentylène, n-octylène, n-dodécylène; phénylène, naphthylène; méthylphénylène, éthylphénylène, tertio-butylphénylène, méthylnaphthylène, éthylnaphthylène, tertio-butylnaphthylène; phénylméthylène, phényléthylène, phénylpropylène, or phénylbutylène. [0061 ] L’agent ignifugeant peut être le produit de dénomination commerciale Exolit OP 1230 vendu par Clariant, qui est le sel d’aluminium du sel d’acide diéthylphosphinique (CAS No. 225789-38-8).
[0062] Plus particulièrement, la teneur en agent ignifugeant est comprise entre 0 et 30% en poids, de préférence 15 et 25% en poids, et plus particulièrement entre 17 et 22% en poids par rapport au poids total de la composition.
MODIFIANTS CHOCS
[0063] La composition constituant l’enveloppe du dispositif selon l'invention peut comprendre au moins un modifiant choc. De préférence, la composition constituant l’enveloppe du dispositif selon l'invention peut comprendre de 0 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’au moins un modifiant choc
[0064] Le modifiant choc est avantageusement constitué par un polymère présentant un module de flexion inférieur à 100 MPa mesuré selon la norme ISO 178 à 50% HR et de Tg inférieure à 0°C mesurée selon la norme 1 1357-2 de 2013.
[0065] La température de transition vitreuse Tg des polyamides est mesurée à l'aide d'un calorimètre différentiel à balayage (DSC), après un deuxième passage en chauffe, suivant la norme ISO 1 1357-2:2013. La vitesse de chauffage et de refroidissement est de 20°C/min.
[0066] De préférence, le modifiant choc est constitué d'une ou plusieurs polyoléfines, une partie ou la totalité de celles-ci portant une fonction choisie parmi les fonctions acide carboxylique, anhydride carboxylique et époxyde. Tout particulièrement, la polyoléfine peut être choisie parmi un copolymère d'éthylène et de propylène à caractère élastomère (EPR), un copolymère éthylène-propylène-diène à caractère élastomère (EPDM) et un copolymère éthylène/(méth)acrylate d'alkyle.
[0067] La composition peut comprendre jusqu’à 20% en poids, par rapport au poids total de ladite composition, d’une polyoléfine semi-cristalline ou d'un mélange de polyoléfines, présentant un module de flexion, mesuré selon la norme ISO 178 à 50% HR, supérieur à 300 MPa, avantageusement supérieur à 800 MPa.
[0068] Ce modifiant choc peut être une polyoléfine fonctionnalisée (B1 ).
[0069] Selon l’invention, on entend par polyoléfine fonctionnalisée (B1 ) les polymères suivants. [0070] La polyoléfine fonctionnalisée (B1 ) peut être un polymère d'alpha-oléfine ayant des motifs réactifs : les fonctionnalités. De tels motifs réactifs sont les fonctions acides carboxyliques, anhydrides, ou époxy.
[0071 ] A titre d'exemple, on peut citer comme polyoléfines les homopolymères ou copolymères d'alpha oléfines ou de dioléfines, telles que par exemple, éthylène, propylène, butène-1 , octène-1 , butadiène, et plus particulièrement :
- les homopolymères et copolymères de l’éthylène, en particulier LDPE, HDPE, LLDPE (linear low density polyethylene, ou polyéthylène basse densité linéaire), VLDPE (very low density polyethylene, ou polyéthylène très basse densité) et le polyéthylène métallocène,
- les homopolymères ou copolymères du propylène,
- les copolymères éthylène/alpha-oléfine tels qu'éthylène /propylène, les EPR (abréviation d'ethylene-propylene-rubber) et éthylène/propylène/diène (EPDM), les copolymères blocs styrène/éthylène-butène/styrène (SEBS), styrène/butadiène/styrène (SBS), styrène/isoprène/styrène (SIS), styrène/éthylène-propylène/styrène (SEPS),
- les copolymères de l'éthylène avec au moins un produit choisi parmi les sels ou les esters d'acides carboxyliques insaturés tel que le (méth)acrylate d'alkyle (par exemple acrylate de méthyle), ou les esters vinyliques d'acides carboxyliques saturés tel que l'acétate de vinyle (EVA), la proportion de comonomère pouvant atteindre 40% en poids.
[0072] Ces polyoléfines décrites ci-dessus peuvent être greffées, co-polymérisées ou ter polymérisées par des motifs réactifs (les fonctionnalités), tels que les fonctions acides carboxyliques, anhydrides, ou époxy.
[0073] Plus particulièrement, ces polyoléfines sont greffées ou co- ou ter polymérisées par des époxydes insaturés tels que le (méth)acrylate de glycidyle, ou par des acides carboxyliques ou les sels ou esters correspondants tels que l'acide (méth)acrylique (celui-ci pouvant être neutralisé totalement ou partiellement par des métaux tels que Zn, etc.) ou encore par des anhydrides d'acides carboxyliques tels que l'anhydride maléique. [0074] La polyoléfine fonctionnalisée (B1 ) peut être choisie parmi les (co)polymères suivants, greffés avec anhydride maléique ou méthacrylate de glycidyle, dans lesquels le taux de greffage est par exemple de 0,01 à 5% en poids :
- du PE, du PP, des copolymères de l'éthylène avec propylène, butène, hexène, ou octène contenant par exemple de 35 à 80% en poids d'éthylène ;
- les copolymères éthylène/alpha-oléfine tels qu'éthylène/ propylène, les EPR (abréviation d'éthylène-propylene-rubber) et éthylène/propylène/diène (EPDM), les copolymères blocs styrène/éthylène-butène/styrène (SEBS), styrène/butadiène/styrène (SBS), styrène/isoprène/ styrène (SIS), styrène/éthylène-propylène/styrène (SEPS),
- des copolymères éthylène et acétate de vinyle (EVA), contenant jusqu'à 40% en poids d'acétate de vinyle,
- des copolymères éthylène et (méth)acrylate d'alkyle, contenant jusqu'à 40% en poids de (méth)acrylate d'alkyle,
- des copolymères éthylène et acétate de vinyle (EVA) et (méth)acrylate d'alkyle, contenant jusqu'à 40% en poids de comonomères.
[0075] Une polyoléfine fonctionnalisée est par exemple un mélange PE/EPR, dont le ratio en poids peut varier dans de larges mesures, par exemple entre 40/60 et 90/10, ledit mélange étant co-greffé avec un anhydride, notamment anhydride maléique, selon un taux de greffage par exemple de 0,01 à 5% en poids.
[0076] La polyoléfine fonctionnalisée (B1 ) peut être aussi choisie parmi les copolymères éthylène/propylène majoritaires en propylène greffés par de l'anhydride maléique puis condensés avec du polyamide (ou un oligomère de polyamide) mono aminé (produits décrits dans EP-A-0342066).
[0077] La polyoléfine fonctionnalisée (B1 ) peut aussi être un co- ou ter polymère d'au moins les motifs suivants :
(1 ) éthylène,
(2) (méth)acrylate d'alkyle ou ester vinylique d'acide carboxylique saturé et
(3) anhydride tel que anhydride maléique ou acide (méth)acrylique ou époxy tel que (méth)acrylate de glycidyle. [0078] A titre d'exemple de polyoléfines fonctionnalisées de ce dernier type, on peut citer les copolymères suivants, où l'éthylène représente de préférence au moins 60% en poids et où le termonomère (la fonction) représente par exemple de 0,1 à 12% en poids du copolymère :
- les copolymères éthylène/(méth)acrylate d'alkyle/acide (méth)acrylique ou anhydride maléique ou méthacrylate de glycidyle;
- les copolymères éthylène/acétate de vinyle/anhydride maléique ou méthacrylate de glycidyle ;
- les copolymères éthylène/acétate de vinyle ou (méth)acrylate d'alkyle / acide (méth)acrylique ou anhydride maléique ou méthacrylate de glycidyle.
[0079] Dans les copolymères qui précèdent, l'acide (méth)acrylique peut être salifié avec Zn ou Li. Le terme "(méth)acrylate d'alkyle" dans (B1 ) désigne les méthacrylates et les acrylates d'alkyle en C1 à C8, et peut être choisi parmi l'acrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, l'acrylate de n-butyle, l'acrylate d'iso butyle, l'acrylate d'éthyl-2-hexyle, l'acrylate de cyclohexyle, le méthacrylate de méthyle et le méthacrylate d'éthyle.
[0080] Par ailleurs, les polyoléfines précitées (B1 ) peuvent aussi être réticulées par tout procédé ou agent approprié (diépoxy, diacide, peroxyde, etc.) ; le terme polyoléfine fonctionnalisée comprend aussi les mélanges des polyoléfines précitées avec un réactif difonctionnel tel que diacide, dianhydride, diépoxy, etc. susceptible de réagir avec celles-ci ou les mélanges d'au moins deux polyoléfines fonctionnalisées pouvant réagir entre elles.
[0081] Les copolymères mentionnés ci-dessus (B1 ) peuvent être copolymérisés de façon statistique ou séquencée et présenter une structure linéaire ou ramifiée.
[0082] Le poids moléculaire, l'indice MFI, la densité de ces polyoléfines peuvent aussi varier dans une large mesure, ce que l'homme de l'art appréciera. L'indice MFI, abréviation de Melt Flow Index, est l'indice de fluidité à l'état fondu. On le mesure selon la norme ASTM 1238.
[0083] Avantageusement, les polyoléfines fonctionnalisées (B1 ) sont choisies parmi tout polymère comprenant des motifs alpha oléfiniques et des motifs porteurs de fonctions réactives polaires comme les fonctions époxy, acide carboxylique ou anhydride d'acide carboxylique. A titre d'exemples de tels polymères, on peut citer les ter polymères de l'éthylène, d'acrylate d'alkyle et d'anhydride maléique ou de méthacrylate de glycidyle comme les Lotader® de la Demanderesse ou des polyoléfines greffées par de l'anhydride maléique comme les Orevac® de la Demanderesse ainsi que des terpolymères de l'éthylène, d'acrylate d'alkyle et d'acide (meth) acrylique. On peut citer aussi les homopolymères ou copolymères du polypropylène greffés par un anhydride d'acide carboxylique puis condensés avec des polyamides ou des oligomères mono aminés de polyamide, comme décrit dans la demande EP 0 342 066.
[0084] Plus particulièrement, les polyoléfines fonctionnalisées (B1 ) sont :
- les terpolymères d’éthylène, d’acrylate d’alkyle et d’anhydride maléique ;
- les terpolymères d’éthylène, d’acrylate d’alkyle et de méthacrylate de glycidyle ;
- les polypropylène et polyéthylènes greffés par l’anhydride maléique ;
- les copolymères d’éthylène et de propylène et éventuellement de diène monomère greffés par l’anhydride maléique ;
- les copolymères d’éthylène et d’octène greffés par l’anhydride maléique ;
et leur mélange.
[0085] La polyoléfine fonctionnalisée (B1 ) est présente en une teneur comprise entre 0 et 20 % en poids, de préférence entre 1 et 10 % en poids par rapport au poids total de la composition.
[0086] Avantageusement, la composition selon l’invention peut comprendre au moins une polyoléfine non fonctionnalisée (B2).
[0087] Une polyoléfine non fonctionnalisée (B2) est classiquement un homopolymère ou copolymère d'alpha oléfines ou de dioléfines, telles que par exemple, éthylène, propylène, butène-1 , octène-1 , butadiène. A titre d'exemple, on peut citer :
- les homopolymères et copolymères du polyéthylène, en particulier LDPE, HDPE, LLDPE (linear low density polyethylene, ou polyéthylène basse densité linéaire), VLDPE (very low density polyethylene, ou polyéthylène très basse densité) et le polyéthylène métallocène,
- les homopolymères ou copolymères du propylène, - les copolymères éthylène/alpha-oléfine tels qu'éthylène /propylène, les EPR (abréviation d'ethylene-propylene-rubber) et éthylène/propylène/diène (EPDM), les copolymères blocs styrène/éthylène-butène/styrène (SEBS), styrène/butadiène/styrène (SBS), styrène/isoprène/styrène (SIS), styrène/éthylène-propylène/styrène (SEPS),
- les copolymères de l'éthylène avec au moins un produit choisi parmi les sels ou les esters d'acides carboxyliques insaturés tel que le (méth)acrylate d'alkyle (par exemple acrylate de méthyle), ou les esters vinyliques d'acides carboxyliques saturés tel que l'acétate de vinyle (EVA), la proportion de comonomère pouvant atteindre 40% en poids
et leur mélange.
[0088] Les copolymères mentionnés ci-dessus (B2) peuvent être copolymérisés de façon statistique ou séquencée et présenter une structure linéaire ou ramifiée.
[0089] Avantageusement, les polyoléfines (B2) non fonctionnalisées sont choisies parmi les homopolymères ou copolymères du polypropylène et tout homopolymère de l'éthylène ou copolymère de l'éthylène et d'un comonomère de type alpha oléfinique supérieur tel que le butène, l'hexène, l'octène ou le 4-méthyl-1 -pentène. On peut citer par exemple les PP (PolyPropylène), les polyéthylènes de haute densité, polyéthylènes de moyenne densité, polyéthylènes basse densité linéaire, polyéthylènes basse densité, polyéthylènes de très basse densité. Ces polyéthylènes sont connus par l'homme de l'art comme étant produits selon un procédé radicalaire, selon une catalyse de type Ziegler ou, plus récemment, selon une catalyse dite métallocène. Sont également préférés les copolymères de l'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA), tels que ceux commercialisés sous la dénomination commerciale EVATANE® par la Demanderesse.
[0090] Lorsque la composition constituant l’enveloppe externe du dispositif selon l’invention comprend une ou plusieurs polyoléfines non fonctionnalisées, le MFI de (A) et les MFI de (B1 ) et (B2) peuvent être choisis dans une large plage, il est cependant recommandé pour faciliter la dispersion de (B1 ) et (B2) que les viscosités de (B1 ) et (B2) soient proches. [0091] La polyoléfine non fonctionnalisée est présente en une teneur comprise entre 0 et 20 % en poids, de préférence entre 1 et 10 % en poids par rapport au poids total de la composition.
[0092] Le modifiant choc peut également être un copolymère formé de blocs polyamide et de blocs polyéther, les blocs polyamide et les blocs polyéther étant reliés par une fonction ester. Ces produits sont décrits dans le document FR 2 273 021 et vendus sous le nom commercial PEBAX® par la société ARKEMA.
[0093] Les copolymères à blocs polyamide (abrégé ci-dessous PA) et à blocs polyéther (abrégé ci- dessous PE) résultent de la copolycondensation de blocs polyamide à extrémités réactives avec des blocs polyéther à extrémités réactives. Par exemple, on peut faire réagir :
- du polyéther diol, et un polyamide diacide carboxylique,
- de la polyétherdiamine et un polyamide diacide carboxylique,
- du polyétherdiol et un polyamide diamine.
[0094] Les blocs polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques proviennent par exemple de la condensation de précurseurs de polyamides en présence d'un diacide carboxylique régulateur de chaîne. Les blocs polyamides à bouts de chaînes diamine proviennent par exemple de la condensation de précurseurs de polyamides en présence d'une diamine régulatrice de chaîne. Ainsi, la liaison entre les blocs est soit une liaison ester, soit une liaison amide. Les polymères à blocs PA et à blocs PE peuvent comprendre un seul bloc PA et un seul bloc PE.
[0095] Ils peuvent aussi comprendre plusieurs blocs PA identiques en termes de structure du ou des monomères constitutifs du polyamide et PE identiques répartis de façon aléatoire. Lesdits polymères peuvent être préparés par réaction simultanée des blocs PE, et des précurseurs des blocs PA. On obtient alors un polymère ayant des blocs PE et des blocs PA de longueur très variable dépendant du moment au cours duquel le régulateur de chaîne intervient durant la formation du bloc PA, mais aussi les différents réactifs ayant réagi de façon aléatoire qui sont répartis de façon aléatoire (statistique) le long de la chaîne polymère.
[0096] La composition constituant l’enveloppe externe du dispositif selon l’invention comprend de 0 à 30% en poids par rapport au poids total de la composition d’au moins un modifiant choc, de préférence de 0,1 à 25%, et plus préférentiellement de 5 à 20%.
LES ADDITIFS
[0097] La composition constituant l’enveloppe externe du dispositif selon l'invention peut également comprendre de 0 à 20% d’additifs.
[0098] De préférence, les additifs présents dans la composition constituant l’enveloppe sont choisis parmi les stabilisants thermiques, les plastifiants, les lubrifiants, les pigments organiques ou inorganiques, les anti-UV, les antistatiques, les charges minérales, et les charges organiques, telles que, par exemple, le talc, le carbonate de calcium, le dioxyde de titane, l’oxyde de zinc et les charges organiques.
[0099] Parmi les charges, on peut notamment citer la silice, l'oxyde de titane ou encore les billes de verre.
[0100] Le stabilisant thermique peut être choisi parmi un stabilisant à base de cuivre, un stabilisant organique et leur mélange.
[0101 ] Le stabilisant à base de cuivre peut être constitué d'un ou de plusieurs constituants choisis parmi les composés à base de cuivre tels que le chlorure cuivreux, le chlorure cuivrique, le bromure cuivreux, le bromure cuivrique, l'iodure cuivreux, l'iodure cuivrique, l'acétate cuivreux et l'acétate cuivrique. On peut citer les halogénures, les acétates d'autres métaux tels l'argent. Ces composés à base de cuivre sont typiquement associés à des halogénures de métaux alcalins. Un exemple bien connu est le mélange de Cul et Kl, où le ratio Cul:KI est typiquement compris entre 1 :5 à 1 :15. Un exemple d'un tel stabilisant est le Polyadd P201 de la société Ciba. On trouvera de plus amples détails sur les stabilisants à base de cuivre dans le brevet US 2,705,227. Plus récemment, sont apparus des stabilisants à base de cuivre tel les cuivres complexés comme les Bruggolen H3336, H3337, H3373 de la société Brueggemann. Le stabilisant à base de cuivre est choisi parmi les halogénures de cuivre, l'acétate de cuivre, les halogénures de cuivre ou l'acétate de cuivre en mélange avec au moins un halogénure de métal alcalin, et leurs mélanges, de préférence les mélanges d'iodure de cuivre et d'iodure de potassium (Cul/Kl). [0102] Le stabilisant organique peut être choisi, sans que cette liste soit restrictive, parmi :
- les anti-oxydants phénoliques, par exemple l'Irganox 245, l'Irganox 1010, l'Irganox 1098 de la société Ciba, l'Irganox MD1024 de la société Ciba, le Lowinox 44B25 de la société Great Lakes,
- les stabilisants à base de phosphore, comme les phosphites, par exemple Nrgafos 168 de la société Ciba,
- un absorbeur UV, tel le Tinuvin 312 de la société Ciba,
- un HALS, comme précédemment mentionné,
- un stabilisant de type amine, tel le Naugard 445 de la société Crompton, ou encore de type amine encombrée tel le Tinuvin 770 de la société Ciba,
- un stabilisant polyfonctionnel tel le Nylostab S-EED de la société Clariant.
[0103] On peut bien évidemment envisager un mélange de deux, ou plus, de ces stabilisants organiques.
[0104] La quantité de stabilisant(s) thermique(s) au sein de la composition est de préférence comprise entre 0,05 et 5 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
[0105] De préférence, les additifs sont présents dans la composition généralement en une teneur de 0,1 à 15% en poids, de préférence 1 à 15 en poids par rapport au poids total de la composition.
[0106] En fonction de la position de la batterie dans le véhicule, l’homme du métier saura adapter la teneur en fibre de renfort, en modifiant choc ou en additif. Si la batterie est positionnée au niveau du coffre à bagages, son coffre extérieur sera moins exposé à un environnement extérieur agressif. Le taux de fibre de renfort et de modifiant choc pourra se situer dans la gamme inférieure de la gamme revendiquée. Par contre, si la batterie se trouve en contact avec l’air ambiant, alors la teneur en fibres de renfort et en modifiant choc sera plus élevé, et la composition devra comprendre des additifs, tels que des anti-oxydants ou des filtres UV.
[0107] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe externe est constituée d’une composition constituée : - de 20 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui ne présentent pas de propriétés de conduction thermique,
- de 0,1 à 30% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 0 à 30% un agent ignifugeant ;
- de 0 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
[0108] Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe externe est constituée d’une composition comprenant
- de 20 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui ne présentent pas de propriétés de conduction thermique,
- de 0,1 à 30% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant,
- de 0 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
[0109] Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe externe est constituée d’une composition comprenant
- de 40 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui ne présentent pas de propriétés de conduction thermique,
- de 5 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 1 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
[0110] Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe externe est constituée d’une composition consistant en - de 40 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui ne présentent pas de propriétés de conduction thermique,
- de 5 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 1 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
ENVELOPPE INTERNE
L’enveloppe interne disposée en regard de la batterie et destinée à être en contact avec un fluide de transfert de chaleur est constituée d’une composition comprenant :
- de 5 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort,
- de 10 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un composant thermiquement conducteur, lorsque les fibres de renfort utilisées ne sont pas thermiquement conductrices,
-au moins un agent ignifugeant, et
-le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide choisi parmi les polyamides semi-aromatiques et les polyamides constitués de motifs présentant un nombre moyen d'atomes de carbone par atome d' azote allant de 7 à 10 , avantageusement de 7,5 à 9,5.
LES POLYAMIDES
[0111] Comme les polyamides définis ci-dessus pour l’enveloppe externe, les polyamides appropriés pour l’enveloppe interne peuvent être des homopolyamides ou des copolyamides.
[0112] Les lactames et les aminoacides utilisés pour obtenir des homopolyamides doivent présenter un nombre moyen d’atomes de carbone par atome d’azote compris entre 7 et 10. Avantageusement, les lactames et les aminoacides sont en C10. [0113] Les monomères utiles pour obtenir le ou les polyamides présents dans la matrice de la composition constituent l’enveloppe interne sont choisis parmi les listes des polyamides de la couche externe.
[0114] Selon un mode de réalisation préféré, le polyamide de la couche interne est choisi parmi le PA610, PA410, PA412, PA612, PA1010, PA6T, PA6I, PA9T, PA10T, PA6T/6I, PA6T/10T, PA6T/1010, PA10T/1010, et leur mélange. De préférence, le polyamide constituant la matrice de l’enveloppe interne est choisi parmi le PA 610, PA612, PA9T, PA10T, et PA 1010.
FIBRE DE RENFORT
[0115] Les fibres de renfort présentes dans la composition constituant l’enveloppe interne sont identiques à celles listées ci-dessus pour l’enveloppe externe.
COMPOSANTS CONDUCTEURS
[0116] La composition constituant l’enveloppe interne du dispositif selon l’invention comprend de 10 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’au moins un composant thermiquement conducteur, de préférence de 12 à 18%.
[0117] Les composants thermiquement conducteurs permettent de conférer à la matrice polymère, qui les accueille, une conductivité thermique, ou bien d’en augmenter sa conductivité thermique.
[0118] Les composants thermiquement conducteurs pourront être choisis parmi le carbone, les fibres de carbone, le noir de carbone comme par exemple celui vendu par la société Imerys sous la dénomination Ensaco 250G, les nanotubes de carbone (noté NTC) comme par exemple ceux vendus par Arkema sous la forme de MB Graphistrength®, le graphite expansé comme par exemple la gamme Timrex®C-THERM™, et notamment le produit de dénomination commerciale Timrex®C-THERM™ 001 vendu par la société Imerys, le nitrure d’aluminium et le nitrure de bore.
[0119] Il est possible que les fibres de renfort choisies présentent des propriétés de conduction thermique, comme par exemple les fibres de carbone, les NTC, les nanofibres de carbone ou les graphènes. Dans cette éventualité, la composition peut ne pas comprendre de composant thermiquement conducteur.
LES IGNIFUGEANTS [0120] Les ignifugeants présents dans la composition constituant l’enveloppe interne sont identiques à ceux listés ci-dessus pour l’enveloppe externe.
LES MODIFIANTS CHOCS
[0121] Les modifiants chocs présents dans la composition constituant l’enveloppe interne sont identiques à ceux listés ci-dessus pour l’enveloppe externe.
LES ADDITIFS
[0122] Les additifs présents dans la composition constituant l’enveloppe interne sont identiques à ceux listés ci-dessus pour l’enveloppe externe.
[0123] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe interne est constituée d’une composition comprenant :
- de 5 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort,
- de 10 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un composant thermiquement conducteur, lorsque les fibres de renfort utilisées ne sont pas thermiquement conductrices,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 0 à 30% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 0 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
[0124] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe interne est constituée d’une composition comprenant :
- de 5 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort,
- de 10 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un composant thermiquement conducteur, lorsque les fibres de renfort utilisées ne sont pas thermiquement conductrices,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 5 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc, - de 1 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
[0125] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe interne est constituée d’une composition constituée de :
- de 5 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort,
- de 10 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un composant thermiquement conducteur, lorsque les fibres de renfort utilisées ne sont pas thermiquement conductrices,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 5 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 1 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
[0126] Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe interne est constituée d’une composition comprenant :
- de 5 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui présentent des propriétés de conduction thermique,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 0 à 30% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 0 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
[0127] Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe interne est constituée d’une composition comprenant :
- de 5 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui présentent des propriétés de conduction thermique,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ; - de 5 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 1 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
[0128] Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe interne est constituée d’une composition comprenant :
- de 5 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui présentent des propriétés de conduction thermique,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 5 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 1 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
[0129] Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, l’enveloppe interne est constituée d’une composition constituée de :
- de 5 à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui présentent des propriétés de conduction thermique,
- de 15 à 25% un agent ignifugeant ;
- de 5 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un modifiant choc,
- de 1 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition d’additifs,
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide.
[0130] Avantageusement, lorsque la batterie comporte une pluralité de packs de cellules adjacents, alors l’enveloppe interne encapsule l’ensemble des cellules par complémentarité de forme.
[0131] Selon une autre caractéristique, l’enveloppe interne et /ou l’enveloppe externe peut/peuvent être revêtue(s) en interne et/ou en externe d’une couche possédant une faible perméabilité à l’eau. [0132] La présence d’une ou plusieurs couches présentant une faible perméabilité à l’eau permet de conférer un effet barrière à l’humidité, c’est-à-dire assurer l’étanchéité de la batterie vis-à-vis, selon son emplacement, du fluide de transfert de chaleur ou de l’environnement extérieur du dispositif selon l’invention.
[0133] Par interne, on entend au sens de la présente invention une couche disposée en regard du passage du fluide de transfert de chaleur.
[0134] Par externe, on entend au sens de la présente invention une couche disposée en regard de l’extérieur du dispositif selon l’invention ou en regard de la batterie, à l’inverse d’une couche disposée en regard du passage du fluide de transfert de chaleur.
[0135] En particulier, selon un mode de réalisation dans lequel le fluide de transfert de chaleur choisi est liquide, par exemple les composés fluorés, la/les couches présentant une faible perméabilité à l’eau permet/permettent d’éviter, selon son/leur emplacement, des fuites du fluide vers la batterie ou vers l’extérieur du dispositif de refroidissement et/ou chauffage.
[0136] Selon un mode de réalisation préféré, cette/ces couche(s) peut/peuvent être en EVOH, en polyoléfines, telles que le polypropylène ou les polyéthylènes : PEHD, PEBD.
MESURE DE CONDUCTIVITE
[0137] De préférence, le rapport de la conductivité thermique (l) de l’enveloppe interne sur la conductivité thermique (l) de l’enveloppe externe est au moins supérieure à 1 ,5, de préférence allant de 1 ,5 à 300, plus particulièrement de 2 à 100, et plus préférentiellement de 2 à 50.
[0138] De préférence, la conductivité thermique (l) de l’enveloppe externe est inférieure ou égale à 10 W.nrr1.K 1, de préférence comprise entre 0,1 et 10 W.nrr 1.K 1, plus particulièrement comprise entre 0,3 et 1 W.nrr1. K 1.
[0139] Les mesures de conductivité thermique des matériaux sont réalisées suivant la technologie HOT DISK telle que détaillée dans la norme ISO 22007-2.
[0140] Le coefficient de convection peut également être utilisé pour qualifier le transfert de chaleur entre une enveloppe et le fluide circulant dans le dispositif. Dans le dispositif selon l’invention, l’enveloppe externe ne permet pas ou peu le transfert de chaleur entre le fluide et le matériau de l’enveloppe. Par contre, le matériau de l’enveloppe interne est choisi de manière à permettre un maximum de transfert de chaleur entre l’enveloppe interne proche ou au contact de la batterie et le fluide.
PROCEDE DE PREPARATION DE LA COMPOSITION
[0141] L’invention porte également sur un procédé de préparation de la composition telle que définie ci-dessus. Selon ce procédé, la composition peut être préparée par toute méthode, qui rend possible l’obtention d’un mélange homogène contenant la composition selon l’invention, et éventuellement d’autres additifs, tel que l’extrusion à l’état fondu, le compactage, ou encore le malaxeur à rouleau, tout en tenant compte de la taille des fibres de renfort.
[0142] On utilise avantageusement les dispositifs habituels de mélange et de malaxage de l'industrie des thermoplastiques tels que les extrudeuses, telles que les extrudeuses de type Double vis, et les malaxeurs, par exemple les co malaxeurs BUSS.
PROCEDE DE FABRICATION DU DISPOSITIF
[0143] Selon la taille des fibres, le dispositif de batterie selon l’invention peut être réalisé par différentes techniques.
[0144] Lorsque les fibres sont courtes, le dispositif de batterie selon l’invention peut être obtenu par injection, extrusion, coextrusion, compression à chaud, multi- injection à partir d’au moins une composition telle que définie ci-dessus.
[0145] Lorsque les fibres sont longues ou continues, le dispositif de batterie selon l’invention peut être réalisé par différentes techniques choisies parmi : pultrusion, enroulement filamentaire, thermocompression, moulage par infusion, moulage par transfert de résine (RTM), moulage structuré par injection et réaction (S-RIM) ou moulage par injection-compression. Une technique particulière en moule fermé est le RTM ou le S-RIM ou l’injection-compression. Le terme « résine » dans RTM s’identifie ici à la composition selon l’invention sans les fibres de renfort.
[0146] Selon un mode de réalisation particulier, le procédé de fabrication peut comprendre
- une étape d’application des fibres de renfort dans le moule, puis - au moins une étape d’imprégnation desdites fibres par une composition précurseur de la composition selon l’invention.
LE CIRCUIT
[0147] La présente invention concerne également un circuit de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant une boucle principale de circulation d’un fluide de transfert de chaleur pourvue de moyens destinés à la circulation du fluide de transfert de chaleur dans la boucle principale.
[0148] En outre, la boucle principale est raccordée à une pompe à chaleur réversible et à un dispositif de refroidissement et/ou chauffage tel que précédemment décrit.
[0149] Selon différents modes de réalisation, le fluide de transfert de chaleur est choisi parmi un gaz, par exemple l’air, un liquide, par exemple de l’eau glycolée, les composés hydrocarbures, hydrofluorocarbures, éthers, hydrofluoroéthers, C02, NH3, S02 et fluorooléfines.
[0150] De préférence, le fluide frigorigène est choisi parmi les composés hydrocarbures, hydrofluorocarbures, éthers, hydrofluoroéthers, halogénocarbures, C02, NH3, S02 et fluorooléfine.
[0151 ] Dans un mode de réalisation, le fluide de transfert de chaleur est un fluide frigorigène choisi parmi C02, les halogénoalcanes, les halogénoalcènes, les fluoropropènes, les fluoropropanes et les fluoroéthanes ; de préférence parmi le
1 .3.3.3-tétrafluoropropène, le 2,3,3,3-tétrafluoropropène, le 1 , 2, 3,3,3- pentafluoropropène, le 1 ,1 ,3,3-tétrafluoropropène, le 3,3,3-trifluoropropène, le
2.3.3-trifluoropropène, le 1 ,1 ,1 ,2-tétrafluoroéthane, le 1 ,1 ,2,2-tétrafluoroéthane, le pentafluoroéthane, le difluorométhane, le 1 ,1 -difluoroéthane, le 1 ,1 ,1 , 2, 3,3,3- heptafluoropropane, le 1 ,1 ,1 -trifluoropropane, le 1 ,1 ,1 ,3,3,3-hexafluoropropane, le
1 .1 .1 .3.3-pentafluoropropane, le 1 ,1 ,1 ,3,3-pentafluorobutane, le
1 ,1 ,1 ,4,4,4-hexafluorobut-2-ène, le trifluoroiodométhane,
1 -chloro-3,3,3-trifluoropropène, le 1 -chloro-2,3,3,3-tétrafluoropropène, 1 -chloro-
2.3.3.3-tétrafluoropropène, et les mélanges comprenant ceux-ci.
[0152] Dans le cadre de l’invention, le « HFO-1234yf » se réfère au
2,3,3,3-tétrafluoropropène, le « HCFO-1233zd » se réfère au 1 -chloro-3,3,3-trifluoropropène, le « HCFO-1224yd » se réfère au 1 -chloro-2, 3,3,3- tétrafluoropropène, et le « HFO-1336mzz » se réfère au 1 ,1 ,1 ,4,4,4-hexafluorobut-2-ène.
[0153] Dans un mode de réalisation préféré, le fluide de transfert de chaleur est un fluide frigorigène choisi parmi le 1 ,3,3,3-tétrafluoropropène (1234ze), le 2, 3,3,3- tétrafluoropropène (HFO-1234yf ou 1234yf), le difluorométhane (HFC-32) ; en particulier le fluide de transfert de chaleur est le 2,3,3,3-tétrafluoropropène (1234yf) et le difluorométhane, seul ou en mélange.
[0154] Le fluide de transfert de chaleur peut être un mélange de 2,3,3,3- tétrafluoropropène (HFO-1234yf) et de difluorométhane (HFC-32) en des proportions allant de 20 à 95% en poids de HFO-1234yf par rapport au poids total du mélange, le complément à 100% étant du HFC-32. Le fluide de transfert peut être un des mélanges suivants HFO-1234yf/ HFC-32 de 27,5/72,5 ; 35/65 ; 42,5/57,5 ; 45/55 ; 55/45 ; 57,5/42,5 ; 70/30 ; 78,5/21 ,5 ; 80/20 et 90/10 en pourcentage en poids par rapport au poids total du mélange.
[0155] Avantageusement, le fluide frigorigène contient un lubrifiant, de préférence choisi parmi les huiles minérales, les huiles de silicone, les paraffines d’origine naturelle, les naphtènes, les paraffines synthétiques, les alkylbenzènes, les poly- alpha oléfines, les polyalkylène glycols, les polyol esters et/ou les polyvinyléthers ; le lubrifiant étant de manière plus particulièrement préférée un polyalkylène glycol ou un polyol ester.
[0156] Selon une caractéristique de l’invention, le circuit peut comprendre au moins une boucle secondaire raccordée à la boucle principale, la/les boucle(s) secondaire(s) étant raccordée(s) à l'habitacle du véhicule automobile et/ou à un circuit électronique raccordé à un moteur électrique du véhicule automobile et/ou à un moteur à combustion interne du véhicule automobile, lorsque le véhicule automobile est de type hybride.
[0157] Avantageusement, le circuit peut comprendre un dispositif de commande configuré pour contrôler le transfert thermique de la boucle principale vers l’au moins une boucle secondaire telle que définie précédemment. [0158] D’autres buts, avantages et caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple purement illustratif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
[0159] La figure 1 est une vue en coupe d’un dispositif de refroidissement et/ou chauffage d’une batterie pour véhicule automobile électrique ou hybride, le dispositif comprenant une enveloppe interne et une enveloppe externe.
[0160] La figure 2 est une vue en coupe d’une portion d’un dispositif de refroidissement et/ou chauffage d’une batterie pour véhicule automobile électrique ou hybride, le dispositif comprenant des enveloppes interne et externe , la figure 2 illustrant une configuration de l’enveloppe externe alternative à l’enveloppe externe illustrée à la figure 1 .
[0161 ] Les figures 1 et 2 illustrent deux modes de réalisation d’un dispositif de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule électrique ou hybride conforme à l’invention.
[0162] A la figure 1 , le dispositif de refroidissement et/ou de chauffage selon l’invention 1 illustré comprend deux enveloppes. Une enveloppe interne 2 est disposée en regard de la batterie 3. Une enveloppe externe 4 forme avec l’enveloppe interne 2 un passage destiné à l’écoulement du fluide de transfert de chaleur s. Le dispositif 1 est pourvu d’une entrée 6 et d’une sortie 7 pour le passage du fluide de transfert de chaleur 5.
[0163] Dans l’exemple illustré, un espace 8 est aménagé entre la batterie 3 et l’enveloppe interne 2. Selon une alternative, on pourra prévoir que l’enveloppe interne 2 soit disposée, au moins en partie, au contact de la batterie de manière à optimiser le transfert thermique entre la batterie 3 et le fluide de transfert de chaleur 5.
[0164] Classiquement, la batterie 3 comprend une pluralité de packs de cellules adjacents. Selon un autre exemple illustré à la figure 2, l’enveloppe interne 2 s’intercale entre deux packs de cellules adjacents. La figure 2 représente schématiquement une portion de la batterie 3 comprenant trois packs de cellules 9, 10 et 1 1 identiques. On se référera aux packs adjacents 9 et 10 comportant chacun quatre parois, respectivement 9a, 9b, 9c, 9d et 10a, 10b, 10c, 10d. Dans l’exemple illustré, l’enveloppe interne 2 est disposée en partie en regard des parois 9a, 9b, 9c, 9d du pack 9 et des parois 10a, 10b, 10c, 10d du pack 10.
[0165] L’enveloppe interne 2 s’étend ainsi au plus près des packs de cellules de la batterie 3 de façon à épouser leur forme, permettant ainsi d’améliorer le transfert thermique entre la batterie 3 et le fluide de transfert de chaleur 5 pour une meilleure récupération de l’énergie. La composition en polyamide permet avantageusement de fabriquer facilement et rapidement une telle enveloppe 2 adaptée à la géométrie complexe de la batterie 3.
[0166] Avantageusement, les enveloppes internes et externes peut/peuvent être revêtue(s) d’une couche possédant une faible perméabilité à l’eau. La/les couche(s) (non représentée(s) sur les figures) peut/peuvent être interne(s) ou externe(s).
[0167] De préférence, au moins une couche possédant une faible perméabilité à l’eau est disposée au contact de l’enveloppe interne 2, en interne, c’est-à-dire au contact du fluide de transfert de chaleur 5.
[0168] Le fluide de transfert de chaleur 5 a pour fonction de transférer la chaleur entre deux ou plusieurs sources de température. Ce fluide peut être un gaz, de l'air ou bien un liquide.
[0169] La figure 3 illustre un circuit selon un mode de réalisation particulier de l’invention. Le circuit 20 comprend un dispositif selon l’invention 21 encapsulant une batterie, un détendeur 22, un échangeur de chaleur 23, une vanne à quatre voies 24, et un compresseur 25. L’échangeur de chaleur 23 est du type air/ fluide de transfert de chaleur, de préférence fluide frigorigène. L’échangeur de chaleur 23 est traversé par le fluide frigorigène du circuit 20 et par le flux d'air amené par un ventilateur. Une partie ou la totalité de ce même flux d'air, peut par exemple traverser un échangeur de chaleur du circuit de refroidissement d’un moteur thermique pour un véhicule hybride (non représenté sur la figure) ou bien de l’habitacle. Le sens de circulation de l'air est fonction du mode de fonctionnement du circuit 20, des besoins de la batterie et des besoins du moteur thermique, pour des véhicules hydrides
[0170] En mode frigorifique, c’est-à-dire lorsque la batterie génère de la chaleur, le fluide frigorigène mis en mouvement par le compresseur 25 traverse, via la vanne 24, puis le dispositif 21 jouant le rôle de condenseur (c'est-à-dire qu’il dégage des calories vers l'extérieur), ensuite le détendeur 22, puis l'échangeur 23 jouant le rôle d'évaporateur permettant ainsi le refroidissement du flux d'air destiné à être pulsé à l'intérieur de l'habitacle du véhicule automobile.
[0171] En mode pompe à chaleur, c’est-à-dire lorsque la batterie a besoin d’être chauffée, lors du démarrage par exemple, le sens d'écoulement du fluide frigorigène est inversé par l'intermédiaire de la vanne 24. L'échangeur de chaleur 23 joue le rôle de condenseur, tandis que le dispositif 21 joue le rôle d'évaporateur. L'échangeur de chaleur 23 permet alors de réchauffer le flux d'air destiné à l'habitacle du véhicule automobile.
[0172] Les échangeurs du circuit de refroidissement peuvent être activés à l'aide des vannes suivant les besoins du moteur thermique (chauffage de l'air entrant dans le moteur ou valorisation d'énergie produite par ce moteur).
[0173] Par ailleurs, le circuit de compression de vapeur peut comporter différentes branches dotées d’échangeurs de chaleur distincts, le fluide frigorigène circulant ou non dans ces branches, selon le mode de fonctionnement. Optionnellement, alternativement ou en complément, le circuit de compression de vapeur peut comporter des moyens de changement du sens de circulation du fluide frigorigène, comprenant par exemple une ou plusieurs vannes à trois voies ou à quatre voies.
[0174] La figure 4 illustre un circuit selon un autre mode de réalisation de l’invention.
Le circuit 30 comprend deux boucles de circulation du fluide de transfert de chaleur 32 et 36, une boucle 32 dans laquelle circule de l’air et une boucle 36 dans laquelle circule un fluide frigorigène. La boucle 32 comporte un dispositif selon l’invention 31 encapsulant une batterie et un échangeur de chaleur 33 du type air/fluide. Cette boucle 32 comporte un flux d’air permettant de réchauffer ou bien de refroidir la batterie. Un ventilateur peut être incorporer dans cette boucle afin d’y faire circuler l’air. L’échangeur de chaleur 33 fait également partie de la boucle 36, qui comporte un compresseur 34, un échangeur de chaleur 35 et un détendeur 37. L’échangeur 35 pouvant être relié à l’habitacle du véhicule ou bien au moteur thermique pour le cas particulier d’un véhicule hybride.

Claims

Revendications
|1 . Dispositif destiné à être utilisé dans un circuit de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant :
-une enveloppe externe constituée d’une composition comprenant :
-de 20 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort, qui ne présentent pas de propriétés de conduction thermique -le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide et
- une enveloppe interne disposée en regard de la batterie et destinée à être en contact avec un fluide réfrigérant constituée d’une composition comprenant :
- de 5 à 65% en poids par rapport au poids total de la composition de fibres de renfort,
- de 10 à 20% en poids par rapport au poids total d’au moins un composant thermiquement conducteur, lorsque les fibres de renfort utilisées ne sont pas thermiquement conductrices,
- au moins un agent ignifugeant, et
- le complément étant une matrice comprenant majoritairement au moins un polyamide choisi parmi les polyamides semi-aromatiques et les polyamides constitués de motifs présentant un nombre moyen d'atomes de carbone par atome d'azote allant de 7 à 10, avantageusement de 7,5 à 9,5
- une entrée de fluide de transfert de chaleur ; et
- une sortie de fluide de transfert de chaleur,
le dispositif délimitant un volume de refroidissement et/ou de chauffage de la batterie.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l’enveloppe externe comprend une matrice polyamide comprenant au moins un polyamide choisi parmi les polyamides semi-aromatiques et les polyamides constitués de motifs présentant un nombre moyen d'atomes de carbone par atome d'azote allant de 9 à 18.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l’enveloppe externe comprend une matrice polyamide comprenant au moins un polyamide choisi parmi le PA612, PA1010, PA10T, PA10T/1010, PA1 1 , PA12, PA1 1/10T, PA12/10T, PA 1012, PA 618, PA 12T, PA 1010/1012, PA BACT/6T, PA BACT/10T, PA BACT/12T, PA MPMDT/6T, PA MPMDT/10T, PA M PM DT/12T, PA MXDT/6T, PA MXDT/10T, PA MXDT/12T, PA1 1/BACT/6T, PA 1 1/BACT/10T, PA 1 1/BACT/12T, PA 1 1/MPMDT/6T, PA 1 1/MPMDT/10T, PA 1 1/MPMDT/12T, PA 1 1/MXDT/6T, PA 1 1 /MXDT/10T, PA 1 1 /MXDT/12T, et leur mélange, de préférence choisi parmi le PA12, PA 1 1 , PA 10.10, PA 10.12 et le PA1 1/10.T.
4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’enveloppe interne comprend une matrice polyamide comprenant au moins un polyamide choisi parmi le PA610, PA410, PA412, PA612, PA1010, PA6T, PA6I, PA9T, PA10T, PA6T/6I, PA6T/10T, PA6T/1010, PA10T/1010, et leur mélange.
5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres de renfort ne présentant pas de propriétés de conduction thermique présentes dans la composition constituant l’enveloppe externe sont choisies parmi les fibres de verre, les fibres de basalte, les fibres d’aramide.
6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que caractérisé en ce que les fibres de renfort présentant des propriétés de conduction thermique présentes dans la composition constituant l’enveloppe interne sont choisies parmi le carbone, les fibres de carbone, le noir de carbone, les nanotubes de carbone, le graphite expansé, le nitrure d’aluminium et le nitrure de bore.
7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport de la conductivité thermique (l) de l’enveloppe interne sur la conductivité thermique (l) de l’enveloppe externe est au moins supérieure à 1 ,5
8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’agent ignifugeant présent dans les compositions constituant les enveloppes interne et externe est choisi un sel métallique choisi parmi un sel métallique de l’acide phosphinique, un sel métallique de l’acide diphosphinique, un polymère contenant au moins un sel métallique de l’acide phosphinique, un polymère contenant au moins un sel métallique de l’acide diphosphinique, du phosphore rouge, un oxyde d’antimoine, un oxyde de zinc, un oxyde de fer, un oxyde de magnésium, des borates métalliques, tels que un borate de zinc, des pyrophosphates de mélamine, des cyanurates de mélamine, des agents anti-goutte de nature siliconée ou fluorée, et leur mélange.
9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsque la batterie (2) comporte une pluralité de packs (10, 1 1 , 12) de cellules adjacents, alors l’enveloppe interne (8) encapsule l’ensemble des cellules par complémentarité de forme.
10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’enveloppe interne (8) et/ou l’enveloppe externe (7) est (sont) revêtue(s) en interne et/ou en externe d’une couche possédant une faible perméabilité à l’eau.
1 1 .Utilisation du dispositif tel que défini à l’une quelconque des revendications 1 à 10, pour le refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule automobile électrique ou hybride avec un fluide frigorigène choisi parmi les composés hydrocarbures, hydrofluorocarbures, éthers, hydrofluoroéthers, halogénocarbures, C02, NH3, S02 et fluorooléfines.
12. Utilisation selon la revendication 1 1 , caractérisée en ce que le fluide frigorigène est choisi parmi C02, les halogénoalcanes, les halogénoalcènes, les fluoropropènes, les fluoropropanes et les fluoroéthanes ; de préférence parmi le 1 ,3,3,3-tétrafluoropropène, le 2,3,3,3-tétrafluoropropène, le 1 , 2, 3,3,3- pentafluoropropène, le 1 ,1 ,3,3-tétrafluoropropène, le 3,3,3-trifluoropropène, le 2,3,3-trifluoropropène, le 1 ,1 ,1 ,2-tétrafluoroéthane, le 1 ,1 ,2,2-tétrafluoroéthane, le pentafluoroéthane, le difluorométhane, le 1 ,1 -difluoroéthane, le 1 , 1 ,1 , 2, 3,3,3- heptafluoropropane, le 1 ,1 ,1 -trifluoropropane, le 1 ,1 ,1 ,3,3,3-hexafluoropropane, le 1 ,1 ,1 ,3,3-pentafluoropropane, le 1 ,1 ,1 ,3,3-pentafluorobutane, le 1 ,1 ,1 ,4,4,4-hexafluorobut-2-ène, le trifluoroiodométhane,
1 -chloro-3,3,3-trifluoropropène, le 1 -chloro-2,3,3,3-tétrafluoropropène, 1 - chloro-2,3,3,3-tétrafluoropropène, et leurs mélanges.
13. Utilisation selon la revendication 12, caractérisée en ce que le fluide frigorigène est choisi que le fluide de transfert de chaleur est un fluide frigorigène choisi parmi le 1 ,3,3,3-tétrafluoropropène (1234ze), le 2, 3,3,3- tétrafluoropropène (1234yf), le difluorométhane, le 1 -chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233zd), le 1 -chloro-2, 3,3,3- tétrafluoropropène (HCFO-1224yd), le 1 ,1 ,1 ,4,4,4-hexafluorobut-2-ène (FIFO- 1336ITIZZJ, en particulier le fluide de transfert de chaleur est le 2, 3,3,3- tétrafluoropropène (1234yf), ou le difluorométhane, seul ou en mélange.
14. Utilisation selon l’une quelconque des revendications 1 1 à 13, caractérisée en ce que le fluide frigorigène contient un lubrifiant, de préférence choisi parmi les huiles minérales, les huiles de silicone, les paraffines d’origine naturelle, les naphtènes, les paraffines synthétiques, les alkylbenzènes, les poly-alpha oléfines, les polyalkylène glycols, les polyol esters et/ou les polyvinyléthers ; le lubrifiant étant de manière plus particulièrement préférée un polyalkylène glycol ou un polyol ester.
15. Circuit de refroidissement et/ou de chauffage d’une batterie de véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant une boucle principale de circulation d’un fluide de transfert de chaleur pourvue de moyens destinés à la circulation du fluide de transfert de chaleur dans la boucle principale, caractérisé en ce que la boucle principale est raccordée à une pompe à chaleur réversible et à un dispositif de refroidissement et/ou chauffage tel que défini à l’une quelconque des revendications 1 à 10.
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