WO2020254758A1 - Dispositif de refroidissement d'un système de stockage électrique - Google Patents

Dispositif de refroidissement d'un système de stockage électrique Download PDF

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WO2020254758A1
WO2020254758A1 PCT/FR2020/051041 FR2020051041W WO2020254758A1 WO 2020254758 A1 WO2020254758 A1 WO 2020254758A1 FR 2020051041 W FR2020051041 W FR 2020051041W WO 2020254758 A1 WO2020254758 A1 WO 2020254758A1
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dielectric fluid
fluid
inlet channel
cooling
battery cells
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PCT/FR2020/051041
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Amrid MAMMERI
Kamel Azzouz
Sébastien Garnier
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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Definitions

  • the present invention relates to the field of heat treatment devices for electrical storage systems of a motor vehicle, and relates more particularly to a device for cooling battery cells liable to overheat.
  • heat treatment devices make it possible to modify the temperature of an electric battery, and in particular to reduce the temperature of the electric battery, which tends to heat up during use.
  • heat treatment devices for electric batteries make use of heat exchangers.
  • the various battery cells of an electrical storage system can in particular be cooled by means of a cold plate inside which a cooling fluid circulates, the plate being in contact with the battery cells to be cooled.
  • document FR3037727 is known in which a device for cooling the electric batteries of electric or hybrid cars is disclosed. More particularly, this document relates to a device for cooling the cells of the electric batteries of a battery pack of the lithium-ion type. It comprises a hermetically sealed housing in which circulates a two-phase fluid and a layer of air. The electrical storage cells are partially immersed in the two-phase fluid, so that the heat exchange between the cells and the two-phase fluid is ensured. Thus, the cooling of the electric batteries is carried out by immersing the cells of the electric batteries in said fluid.
  • the two-phase liquid reserve consists of a tank located outside the housing and connected to said housing in order to allow circulation of the two-phase fluid.
  • the object of the invention is to offer an alternative for cooling battery cells by overcoming the aforementioned problems of the state of the art, by proposing a cooling device which lowers and homogenizes the temperature of the battery cells, thus optimizing the lifespan as well as the performance of such a battery cell, in particular of an electrical storage system for a motor vehicle, such a cooling device being advantageously suitable for cooling the battery cells in an environment where a bulk generated by the cooling device should be as small as possible to provide as much space as possible for the battery cells.
  • a device of the present invention is a device for cooling a plurality of battery cells of a motor vehicle.
  • the cooling device comprises a housing formed of at least a first shell and a second shell jointly defining an enclosure which houses:
  • each condenser being assigned to a stage of battery cells, each condenser comprising a main wall comprising a cooling fluid circuit,
  • the cooling device comprises a fluid distributor comprising at least one dielectric fluid inlet channel configured to be in fluid communication with each of the dielectric fluid circuits, the fluid distributor being configured so that the channel d
  • the dielectric fluid inlet is at least partially delimited by at least one of the shells and a cover arranged to cover said shell.
  • a channel for circulating a dielectric fluid is produced in a simple manner to allow cooling by spraying this fluid onto the battery cells.
  • the method of manufacturing the elements of the cooling device since the channel is formed by the assembly of two surfaces facing each other, without it being necessary to have to make the channel in the volume of one or the other of the constituent parts of this cooling device.
  • the assembly, for example by welding, of these two parts one on top of the other makes it possible to achieve a sealed channel.
  • the cooling device advantageously comprises any at least of the following characteristics, taken alone or in combination:
  • the box is arranged to confine the battery cells inside the enclosure that the box defines.
  • the box houses all of the battery cells which are distributed over at least two floors and preferably over at least two columns.
  • the housing has a dielectric fluid collection pan that is common to the plurality of battery cell stages. The battery cells, condensers and dielectric fluid circuits overhang the recovery tank,
  • each stage of battery cells is equipped with a condenser provided with a cooling fluid circuit.
  • the condenser is associated with at least one dielectric fluid circuit which is configured to project a dielectric fluid onto the battery elements of the same stage,
  • the dielectric fluid inlet channel is intended to supply all the dielectric fluid circuits with dielectric fluid, each dielectric fluid circuit being associated with a corresponding condenser.
  • the dielectric fluid inlet channel serves each of the stages of battery cells to deliver the dielectric fluid to the dielectric fluid circuit equipping each stage of cells. battery.
  • the dielectric fluid inlet channel is common for all the dielectric fluid circuits that the dielectric fluid inlet channel jointly serves,
  • the cover comprises a connection portion in which the dielectric fluid inlet channel extends in a first main direction, and a distribution portion in which the dielectric fluid inlet channel extends substantially perpendicular to the first main direction and substantially parallel to a stacking direction of the battery cell stages,
  • the battery cells are divided into two groups of battery cells arranged over several stages and housed in the same housing, the fluid distributor being arranged between the two groups of battery cells, and in which the fluid distributor is provided with a connection portion common to two distribution portions arranged on either side of this connection portion, each distribution portion being dedicated to one of the groups of battery cells, an input channel of dielectric fluid dedicated to supplying fluid to a first group being formed continuously fluidly between the connection portion and a distribution portion and a dielectric fluid inlet channel dedicated to supplying fluid to a second group being formed continuously fluidly between the connecting portion and the other distribution portion,
  • the cover and the first shell are configured so that the dielectric fluid inlet channel is delimited in the connection portion by the combination of bosses provided on the cover and a flat surface of the first shell and in the portion distribution by the combination of grooves formed in the first shell and a flat surface of the cover,
  • the dielectric fluid inlet channel comprises a plurality of dielectric fluid outlets, each stage of battery cells being provided with a dielectric fluid outlet to communicate fluidly with the dielectric fluid inlet channel, -
  • the first shell defines with the cover at least the dielectric fluid inlet channel and the second shell is provided with a dielectric fluid recovery tank,
  • the recovery tank is connected to the dielectric fluid inlet channel via a recirculation line
  • the recirculation line is external to the housing and is fitted with a pump; the pump thus placed outside the enclosure does not encumber the latter and leaves an internal volume of the enclosure available for the battery cells, condensers and cooling fluid circuits,
  • the cover is provided, at a joint between the two shells, with at least one dielectric fluid nozzle which is connected to the recovery tank via the recirculation pipe and which equips the inlet channel dielectric fluid,
  • the connecting portion is stepped, arranged in staircase steps, and comprises an intermediate portion interposed between two end portions which are formed inside two planes which are substantially parallel to the planes within which s' extend supporting trays of battery cell stages,
  • the dielectric fluid inlet channel comprises a plurality of dielectric fluid outlet ducts protruding from an internal face of the first shell, towards the interior of the enclosure, and one end of which forms an outlet of dielectric fluid capable of communicating to each of the stages of battery cells with a connector for supplying dielectric fluid to the corresponding dielectric fluid circuit,
  • the dielectric fluid outlet chimneys are made from the material of the first shell
  • the fluid distributor further comprises at least partially a cooling fluid inlet channel and a cooling fluid outlet channel configured to be respectively in fluid communication with each of the cooling fluid circuits, the fluid distributor being configured so that each of these channels is at least partially delimited by the same shell and the cover arranged to cover said shell,
  • cooling fluid inlet and / or outlet channels can be formed analogously to the dielectric fluid inlet channel, with for example a plurality of chimneys, and / or the formation of the channel by a combination of grooves and bosses,
  • the coolant inlet channel is intended to supply coolant to all the coolant circuits, to bring the coolant to each condenser.
  • the coolant inlet channel serves each of the battery cell stages to deliver coolant to the coolant circuit assigned to each battery cell stage.
  • the coolant inlet channel is common for all the coolant circuits that the coolant inlet channel jointly serves,
  • the coolant outlet channel is intended to receive the coolant from all the coolant circuits.
  • the coolant outlet channel collects from each of the battery cell stages the coolant from the coolant circuit assigned to each battery cell stage.
  • the coolant outlet channel is common for all of the coolant circuits with which the coolant outlet channel is jointly in aeraulic communication.
  • FIG.i illustrates a perspective view of a section of an electrical storage system equipped with a device for cooling battery cells according to a first embodiment of the present invention
  • FIG.2 illustrates a front view of the section of the storage system shown in Figure î
  • FIG.3 illustrates a partial perspective view of the storage system illustrated in Figures 1 and 2, a housing being notably removed to make the cooling device clearly visible and to schematically illustrate a circulation branch and a pump of the cooling device. cooling
  • FIG.4 illustrates a side view of a component box of the cooling device of the present invention
  • FIG.5 illustrates a top view of the housing shown in Figure 4,
  • FIG.6 illustrates a perspective view of the housing shown in Figures 4 and 5
  • FIG.7 illustrates a perspective view of a component cover of the cooling device shown in Figure 1,
  • FIG.8 illustrates a perspective view from above of a first shell constituting the cooling device shown in Figure 1,
  • FIG.g illustrates a sectional view of the first shell of Figure 8 on which is attached the cover of Figure 7,
  • FIG.10 illustrates a perspective view from below of the first shell shown in Figure 8, making visible the interior of an enclosure partially delimited by this first shell,
  • FIG.11 illustrates a perspective view of a condenser constituting an alternative embodiment of the cooling device shown in Figure 1 and intended to cool the battery cells
  • FIG.12 illustrates another exemplary embodiment of an electrical storage device comprising a device for cooling battery cells according to a second embodiment of the present invention.
  • characteristics, variants and different embodiments of the invention may be associated with each other, in various combinations, as long as they are not incompatible or exclusive of each other. It is in particular possible to imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics described below in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
  • FIG. 1 shows an electrical storage system 100 intended to supply electrical energy to an electric motor fitted to a motor vehicle, with electric or hybrid motorization, with a view to its movement.
  • the electrical storage system 100 comprises a plurality of battery cells 103 which are able to supply the electrical energy necessary for the setting in motion of the motor vehicle.
  • the battery cells 103 are divided into at least one group 301, 302 of battery cells 103 as shown in Figures 1 to 3 or else into two groups 301, 302 of battery cells 103, as shown in Figure Figure 13. All of the characteristics which will be described for a group 301, 302 of battery cells 103 in Figures 1 to 10 apply to the two groups 301, 302 of battery cells 103 illustrated in Figure 11.
  • the battery cells 103 are shaped as a parallelepiped and are arranged relative to each other by being arranged in a stepped superposition. More particularly, the battery cells 103 are stacked one on top of the other in several columns 105, being distributed in several stages 106a, 106b along a stacking direction Dp of the stages.
  • each stage 106a, 106b of battery cells 103 preferably comprises a plurality of battery cells 103 depending on the number of columns 105, it being understood that the number of stages 106a, 106b and of columns 105 of battery cells 103 varies as a function of an authorized size for the electrical storage system 100 and as a function of the quantity of electrical energy to be stored.
  • each stage 106a, 106b of battery cells 103 are arranged side by side and each stage 106a, 106b of battery cells 103 is carried by a plate 107a, 107b on which the battery cells 103 rest.
  • the battery cells 103 are six in number and are distributed over two columns 105 and three stages 106a, 106b, each column 105 comprising three battery cells 103 and each stage 106a, 106b comprising two battery cells 103.
  • the number of columns 105 and the number of stages 106a, 106b are likely to be different from the example illustrated, in particular being higher.
  • the battery cells 103 tend to heat up.
  • the motor vehicle is equipped with a cooling device 2 of the battery elements 103 which is in particular configured to project a dielectric fluid onto the battery elements.
  • the cooling device 2 of the present invention is able to simultaneously cool each of the stages 106a, 106b of battery cells 103 and has the smallest possible footprint in order to provide the maximum space for the battery cells 103, in order to store and / or supply as much electrical energy as possible.
  • a battery cell 103 may comprise a casing which houses a plurality of electrical storage cells, or else only comprise a plurality of electrical storage cells, without a casing around it. Either the dielectric fluid 1 sprayed by the cooling device comes into contact with the casing and vaporizes under the effect of the heat given off by this casing, the cooling of this casing generating a drop in temperature of the chamber in which are housed the electrical storage cells and therefore a drop in temperature of the cells themselves, i.e. the sprayed dielectric fluid 1 comes into direct contact with the electrical storage cells and vaporizes under the effect of the heat given off by each of these cells .
  • each electrical storage cell is the functional unit of the battery cell which at least partially supplies the electric motor with the electrical energy it needs.
  • the electrical storage cell is for example an Ion-Lithium cell or the like.
  • the cooling device 2 comprises a housing 101 delimiting an enclosure 102 which houses the battery cells 103.
  • the housing 101 therefore has a first function. which consists in confining the battery cells 103 inside the enclosure 102 to isolate them from an external environment.
  • the housing 101 comprises at least two shells 109a, 109b, including a first shell 109a and a second shell 109b, which are arranged in a bowl and which are joined to each other by means of their edges. 110 to delimit the enclosure 102.
  • each rim 110 is provided with a lip 111, the lip 111 of the first shell 109a being fixed to the lip 111 of the second shell 109b by means of junction means reversible 112, of the screw type or the like to keep the enclosure 102 hermetically dosed housing the battery elements 103.
  • the joined lips 111 of the shells 109a, 109b are thus arranged in the same lip plane Pi.
  • the cooling device 2 also comprises at least one dielectric fluid circuit 5 which is arranged to spray the dielectric fluid 1 onto a stage 106a, 106b corresponding to battery cells 103.
  • a dielectric fluid circuit 5 is specifically arranged for supplying and spraying dielectric fluid onto a battery cell stage, the number of dielectric fluid circuits and the number of battery cell stages being the same.
  • the cooling device 2 also comprises at least one condenser 3 housing a cooling fluid circuit 4 which is designed to cause the dielectric fluid 1 to pass from a vapor state to a liquid state which is sprayed onto the battery cells 103 and transformed into a liquid state. vapor under the effect of the heat released by the battery elements 103.
  • a cooling fluid 6 circulates inside the cooling fluid circuit 4 to cool the condenser 3 and subsequently the dielectric fluid 1 in view to liquefy the latter.
  • the cooling fluid 6 may in particular consist of a coolant or a refrigerant fluid, and for example consist of glycol water, R134a or 1234yf, or even CO2, without this list being exhaustive.
  • the dielectric fluid 1 this is chosen as a function of its phase change point.
  • the dielectric fluid 1 chosen here must have an evaporation temperature at atmospheric pressure greater than 32, 33 or 34 degrees Celsius and a condensation temperature less than 31, 30 or 29 degrees Celsius.
  • the dielectric fluid 1 sprayed in liquid form on the battery elements 103 of a given stage 106a, 106b recovers the calories released by these battery elements 103 and is thus transformed into vapor.
  • the dielectric fluid 1 falls by gravity inside the housing 101.
  • the cooling device 2 of the present invention advantageously comprises as many dielectric fluid circuits 5 as the housing 101 accommodates stages 106a, 106b of battery cells 103. More particularly still, the cooling device 2 of the battery cell. present invention advantageously comprises as many condenser 3 as the housing 101 accommodates stages 106a, 106b of battery elements 103.
  • each dielectric fluid circuit 5 is advantageously associated with a corresponding condenser 3 to optimize condensation of the dielectric fluid 1, and consecutively cooling the battery cells 103, stage 106a, 106b by stage 106a, 106b, such an association being as compact as possible inside the housing 101 which delimits a desired confined space as small as possible.
  • each condenser 3 incorporates within it a corresponding dielectric fluid circuit 5.
  • the condenser 3 and the dielectric fluid circuit 5 possibly consisting of a tube running along the face of the condenser facing the battery cells, for example.
  • the cooling device 2 comprises the housing 101, one bottom of which constitutes a collecting tank 108 for the dielectric fluid 1 which flows by gravity from a stage 106a, 106b of elements. of battery 103 to a lower stage 106a of battery cells 103.
  • the recovery tank 108 is used for the recovery of the dielectric fluid 1 having been vaporized by each of the condensers 3 which all overhang the recovery tank 108.
  • each of the plates 107a, 107b supporting the stages 106a, 106b of battery cells 103 is configured to allow the passage of the dielectric fluid 1 by gravity in the direction of the recovery tank.
  • stage lower 106a is that of stages 106a, 106b which does not overhang any other stage and which is therefore the lowest of stages 106a, 106b of the stepped superposition of battery cells 103 described previously, with reference to a vertical arrangement and to the direction of gravity flow of the dielectric fluid 1 in liquid form.
  • the upper stages 106b of battery cells 103 carried by a corresponding upper plate 107b overhang at least one other stage 106a, 106b of battery cells 103.
  • the lower plate 107a is perforated with a plurality of orifices allowing the flow of the dielectric fluid 1 through it towards the recovery tank 108.
  • the orifices are dimensioned to allow a filtering operation of the dielectric fluid 1 before the latter enters the recovery tank 108.
  • the lower plate 107a is dimensioned to be in contact on its periphery with the walls delimiting the housing 101 .
  • the upper plates 107b have a solid, non-perforated surface, and that they are dimensioned to form a passage at the periphery between the peripheries of the corresponding plate and the walls delimiting the housing 101. It is understood that these upper plates 107b overhang the lower stage 106a and therefore a condenser 3 assigned to the battery elements 103 carried by the lower plate 107a and that it is not desirable for dielectric fluid 1 in liquid form to flow on the upper face of the condenser 3 , that is to say on the face facing the upper plate 107b.
  • the dielectric fluid 1 in liquid form is discharged from the sides of the plate 107b in the upper stages 106b falling on the lower plate 107a , the dielectric fluid 1 being able to pass into the recovery tank 108 via the orifices when this dielectric fluid 1 stagnates on the lower plate 107a.
  • each, or at least some, of the upper plates could be perforated, since the condensers which these perforated plates respectively overhang are arranged so as to present a plane inclined with respect to the plane in which the corresponding plate is inscribed. Therefore, the dielectric fluid flowing through the upper plates through the perforations is not in able to stagnate between the condenser and the corresponding upper plate and can flow on the sides to fall by gravity into the recovery tank.
  • each dielectric fluid circuit 5 is provided with at least one projection nozzle 37 which is able to spray the dielectric fluid 1 in the liquid state to a stage 106a, 106b respective elements battery 103 in order to cool the latter.
  • the projection nozzles 37 are in plurality to spray dielectric fluid 1 along a larger dimension of the battery cells 103.
  • each dielectric fluid circuit 5 extends between a dielectric fluid inlet 23, which here equips the condenser 3 to which the dielectric fluid circuit 5 is assigned, and the spray nozzles 37 of the dielectric fluid 1 on the battery cells 103 which are arranged along the dielectric fluid circuit 5.
  • the recovery tank 108 is provided with a discharge hose 113 of the dielectric fluid 1 accumulated inside the recovery tank 108.
  • the discharge hose 113 is in fluid communication with a recirculation line 114 of the dielectric fluid 1.
  • the recirculation pipe 114 of the dielectric fluid 1 extends between the discharge hose 113 and a fluid distributor 200 which comprises in particular a dielectric fluid nozzle 117 fitted to the joined lips m of the shells 109a, 109b, as can be seen on FIG. 4, a dielectric fluid inlet channel 118 which then extends in continuity with the dielectric fluid nozzle 117 and the dielectric fluid inlets 23 in fluid communication with the inlet channel and which equip each of the dielectric fluid circuits 5, as described below.
  • the fluid distributor 200 is such that the dielectric fluid inlet channel 118 is intended to supply all the dielectric fluid circuits 1 with dielectric fluid 5, that is to say to each circuit. dielectric fluid 5 associated with a corresponding condenser 3.
  • the dielectric fluid inlet channel 118 serves each of the stages 106a, 106b of battery elements 103 to deliver the dielectric fluid 1 to the dielectric fluid circuit 5 fitted to each stage 106a, 106b of battery cells 103.
  • the dielectric fluid inlet channel 118 is advantageously common to all of the dielectric fluid circuits 5 that the dielectric fluid inlet channel 118 jointly serves.
  • the dielectric fluid 1 in the liquid state passes through a circulation branch 116 which extends from the recovery tank 108 of the dielectric fluid 1 to the projection nozzles 37 and which comprises the recirculation pipe 114, the dielectric fluid inlet channel 118 and the dielectric fluid circuits 5.
  • the projection nozzles 37 spray the battery elements 103 with dielectric fluid 1 which vaporizes on contact with them, then which liquefies on contact with the condensers 3 for s' drain by gravity inside the recovery tank 108 common to all the stages 106a, 106b of the battery cells 103.
  • the circulation branch 116 returns the dielectric fluid 1 from the recovery tank 108 to the nozzles projection 37.
  • the recirculation pipe 114 is provided with a pump 115 which is intended to return the dielectric fluid 1 to the dielectric fluid inlets 23 fitted to the condensers 3, and more particularly the dielectric fluid circuits 5 associated with the condensers 3.
  • the pump 115 which is common to each of the stages 106a, 106b of battery elements 103 of the cooling device 2, is able to supply the dielectric fluid 1 to all of the dielectric fluid circuits 5 that the cooling device 2 comprises. , which is advantageous in terms of production cost.
  • the fluid distributor 200 forming part of the cooling device according to the invention which is particularly suitable for allowing the supply of dielectric fluid 1 to all of the dielectric fluid circuits 5, will be described in more detail below.
  • the dielectric fluid inlet channel 118 comprises a plurality of dielectric fluid outlets 131 forming outlets of the dielectric fluid inlet channel 118, a dielectric fluid outlet 131 being in fluid communication. with a corresponding inlet of dielectric fluid 23 respectively integral with the dielectric fluid circuit 5, here with the condenser within of which each circuit is provided. It is advantageously provided to equip the inlet channel with a dielectric fluid outlet 131 for each of the stages 106a, 106b of battery elements 103, the outlet 131 being dedicated to the supply of dielectric fluid 1 to the circuit of dielectric fluid 5 assigned to this stage 106a, 106b.
  • the recirculation line 114 provided with the pump 115 is external to the housing 101, which allows the entire internal volume of the housing 101 to be left available for the battery cells 103. , the condensers 3 and the dielectric fluid circuits 5. This also facilitates any maintenance operations on the pump 115.
  • FIG. 4 makes visible a cooling fluid inlet nozzle 126 and a cooling fluid outlet nozzle 127, which are arranged in the vicinity of the dielectric fluid inlet nozzle 117, as will be detailed below.
  • the fluid distributor 200 configured in particular to guide the dielectric fluid recovered towards the circuits capable of allowing it to be projected onto the battery elements.
  • the fluid distributor 200 forming part of the cooling device 2 is formed by the cooperation of a cover 119 and of the first shell 109a, the cover covering the first shell to delimit various channels of the branch. circulation 116.
  • the fluid distributor 200 is configured to allow the distribution of at least the recovered dielectric fluid to each of the stages of battery cells 103.
  • the fluid distributor 200 advantageously comprises the cover 119 which partially delimits with the first shell 109a on the one hand the dielectric fluid inlet channel 118 in fluid communication with the dielectric fluid circuits 5, and d 'on the other hand a cooling fluid inlet channel 120 and a cooling fluid outlet channel 121 respectively in fluid communication with the cooling fluid circuits 4.
  • the cover 119 and an outer face 128 of the first shell 109a, to which the cover 119 is attached jointly define the fluid inlet channel dielectric 118, the cooling fluid inlet channel 120 and the cooling fluid outlet channel 121, by at least one relief forming a gutter in a first of the parts among the cover and the first shell and by the tight closure of this gutter by plating the other piece on the first piece.
  • the production of these different channels is thus facilitated by the fact that no channel is to be hollowed out in the material of a single part, only stamping and welding operations for example being necessary, the sealing of each channel being easily ensured by said welding operations.
  • the cooling fluid inlet channel 120 and the cooling fluid outlet channel 121 constitute an air conditioning loop 122 inside which the cooling fluid 6 circulates.
  • the air conditioning loop 122 comprises at least one compressor 123 for compressing the cooling fluid 6, a heat exchanger 124 to allow the cooling fluid 6 to yield calories at constant pressure to an external environment, an expansion member 125, then the cooling fluid inlet channel 120 which is intended to supply cooling fluid 6 to the dielectric fluid circuits housed in the housing 101 and therefore not visible in FIG.
  • said air conditioning loop 122 further comprising the circuits dielectric fluid, arranged in parallel with each other and respectively associated with one of the condensers as previously explained, as well as the cooling fluid outlet 121 which is intended to discharge the cooling fluid 6 from the housing 101 to return it to the compressor 123.
  • cooling fluid inlet channel 120 is intended to supply all the cooling fluid circuits 6 with cooling fluid 5.
  • the cooling fluid inlet channel 120 serves each of the stages 106a, 106b of battery cells 103 to deliver the coolant 6 to the coolant circuit 5 assigned to each stage 106a, 106b of battery cells 103.
  • the cooling fluid outlet channel 121 is intended to receive the cooling fluid 6 from all the cooling fluid circuits 5.
  • the cooling fluid outlet channel 121 common to all of the cooling fluid circuits 5, recover from each of the stages 106a, 106b of battery cells 103 the cooling fluid 3 of the cooling fluid circuit 5 assigned to each stage 106a, 106b of battery cells 103 .
  • the fluid distributor 200 comprises the coolant inlet nozzle 126 disposed at a free end of the cooling fluid inlet channel 120 and which is interposed between this free end and the expansion valve 125,
  • the distributor fluid 200 further comprises the cooling fluid outlet nozzle 127 arranged at a free end of the cooling fluid outlet channel 121 and which is interposed between this free end and the compressor 123.
  • the coolant inlet nozzle 126, the coolant outlet nozzle 127 and the dielectric fluid nozzle 117 are arranged close to each other, on the same side of the joined lips 111 of the shells. 109a, 109b while facing the outside of the housing 101, to facilitate connection of the air conditioning loop 122 on the one hand and of the recirculation pipe 114.
  • the cover 119 of the fluid distributor 200 comprises a connection portion 129 in which the dielectric fluid inlet channel 118, the fluid inlet channel of cooling 120 and the cooling fluid outlet channel 121 extend in a first main direction Di.
  • the dielectric fluid inlet channel 118, the coolant inlet channel 120 and the coolant outlet channel 121 extend substantially parallel to each other. .
  • the cover 119 also comprises a distribution portion 130 extending the connection portion 129 and in which the dielectric fluid inlet channel 118, the cooling fluid inlet channel 120 and the cooling fluid outlet channel 121 s 'extend substantially perpendicular to the first main direction D1. More particularly, the distribution portion 130 and each of the portions of the channels that it comprises extend substantially parallel to a stacking direction Dp of the stages 106a, 106b of battery elements 103, along a side wall of the battery. housing 101. In the position of use of the electrical storage system 100, the first main direction Di is substantially horizontal while the stacking direction Dp is substantially vertical.
  • the fluid distributor 200 is configured so that the channels formed in the connection portion 129 are bent to extend punctually in a second direction D2 (referenced in Figures 5 and 6) perpendicular to the main direction D1 and allow hydraulic continuity to the distribution portion 130.
  • the cover 119 forming part of the fluid distributor has an external surface, that is to say a surface facing away from the half-shell of the housing which the cover covers, which comprises reliefs 133 at the level of the portion. connection 129 to respectively delimit the dielectric fluid inlet channel 118, the coolant inlet channel 120 and the coolant outlet channel 121.
  • These reliefs, in the form of bosses 133 projecting from the surface outer cover, are arranged vis-à-vis the outer face 128 of the first shell 109a which is flat under the connecting portion 129.
  • the passage for one or the other fluid is sealed by the plating and welding of the cover to the first shell, each channel being delimited by the gutter formed by the relief and by the external face of the first shell.
  • connection portion 129 is configured so as to extend over several levels, so that the entry of the dielectric fluid into the distributor takes place. at a height, according to the stacking direction of the battery cells, which is higher than that of the discharge hose 113 at the level of the recovery tank 108 and that of the junction zone between the connection portion 129 and the portion of distribution 130. More particularly, the connecting portion is arranged in a staircase step and comprises an intermediate portion 136 interposed between the two floors formed by two end portions 137, 138 which are formed inside two planes P2, P3 which are substantially parallel to each other and orthogonal to the stacking direction Dp of the battery cells 103.
  • a first end portion 137 is intended to come into contact with a lower portion 139 of the first shell 109a, visible in FIG. 8.
  • a second end portion 138 is intended for come into contact with the joined lips 111 of the shells 109a, 109b and is intended to be fitted with the cooling fluid inlet nozzle 126, the cooling fluid outlet nozzle 127 and the fluid nozzle dielectric 117.
  • the first end portion 137 extends inside a first plane P2 and the second end portion 138 extends in a second plane P3.
  • the external face 128 of the side wall of the first shell 109a intended to be covered by the distribution portion 130 of the cover 119 comprises grooves 134, while the external face of the lower portion 139 is flat and without such grooves.
  • cooling fluid outlet 121 are formed in a thickness of this side wall 135 of the first shell 109a, the side wall 135 being provided in a plane with slightly inclined, of the order for example of 5 ° to 15 ° , relative to to the stacking direction Dp of the battery cells 103.
  • FIG. 9 illustrates more particularly, in a sectional view, the way in which the channels, and in particular the dielectric fluid inlet channel visible in this figure, are formed by combining the grooves 134 and the distribution portion 130 of the cover. 119 which closes the grooves 134 to make them watertight.
  • the shape of the dielectric fluid inlet channel at this distribution portion 130 of the cover is the same, or substantially the same, as the shape of the channels dedicated to the cooling fluid.
  • the dielectric fluid inlet channel 118, the cooling fluid inlet channel 120 and the cooling fluid outlet channel 121 are intended in the side wall 135 to return the fluids to the upper stages 106b. of the stepped superposition of the battery cells 103.
  • FIG. 9 also makes visible the characteristic according to which, when the cover 119 is attached and fixed to the first shell 109a of the housing 101 and this for each of the fluid, dielectric or cooling inlet and outlet channels, the part of the channels defined by the cooperation of the bosses 133 of the connecting portion and the lower portion 139 of the first shell 109a is configured to be arranged in the extension of the part of the corresponding channels defined by the cooperation of the distribution portion 130 of the cover and the grooves 134 of the side wall 135 of the first shell 109a.
  • connection portion 129 and the distribution portion 130 the end, at the junction 201 of the connection portion 129 and the distribution portion 130, of the dielectric fluid inlet channel portion 118 defined in the connection portion 129 fluidly communicates with the end, at this same junction of the connection portion 129 and the distribution portion 130, of the dielectric fluid inlet channel portion 118 defined in the distribution portion .
  • each of the channels integrated in the fluid distributor, between the cover 119 and the first shell 109a of the housing, is common to the plurality of fluid circuits respectively arranged at each stage of battery cells.
  • Figures 8 to 10 illustrate an exemplary embodiment of the distribution means allowing the supply of each stage of battery cells through the same channel.
  • FIG. 10 makes it possible in particular to make visible the internal face 140, facing towards the enclosure 102, of the first shell 109a.
  • the internal face 140 is in particular the internal face of the side wall 135 of the first shell 109a.
  • the internal face 140 is provided with dielectric fluid outlets 131 which constitute the outlets of the dielectric fluid inlet channel 118, with cooling fluid outlets 141 which constitute outlets of the cooling fluid inlet channel 120 and of cooling fluid inlets 142 which constitute outlets of the cooling fluid outlet channel 121.
  • each stage 106a, 106b of battery cells 103 is intended to be provided with a dielectric fluid outlet 131, of a cooling fluid outlet 141 and a cooling fluid inlet 142 for supplying the condenser 3 associated with the dielectric fluid circuit 5 of the corresponding stage 106a, 106b with fluid.
  • dielectric fluid outlets 131 are arranged in a stepped superposition of the same nature as the stepped superposition of the battery cells 103
  • cooling fluid outlets 141 are also arranged in a stepped superposition of the same nature as the staged superposition of the battery cells 103
  • Cooling fluid inlets 142 are also arranged in a stepped superposition of the same nature as the stepped superposition of the battery cells 103.
  • the dielectric fluid outlets 131 are arranged regularly along the corresponding groove 134.
  • the bottom wall of this groove runs parallel to the stacking direction Dp of the battery cells, so that the depth of the groove tends to decrease between each outlet of dielectric fluid.
  • a shoulder 202 makes it possible to form a bearing for increasing the depth of the groove so as to facilitate the supply of the fluid outlet which opens onto this bearing.
  • to each bearing formed by a shoulder 202 corresponds a dielectric fluid outlet.
  • the grooves 134 participating in forming the inlet channels, respectively outlet, for cooling fluid each comprise shoulders forming a bearing and inlet ducts 142, respectively outlet 144, for cooling fluid. cooling arranged parallel to the stacking direction Dp of the battery cells 103.
  • the dielectric fluid outlet stacks 143, the cooling fluid outlet stacks 144 and the cooling fluid inlet stacks 142 are made from material of the first shell.
  • 109a being formed from the bottom wall of each corresponding groove 134 and the chimneys extending along a same channel are offset with respect to each other so as to allow the supply of each stage of the fluid circuit associated with battery cells. More particularly, the chimneys formed from the bottom wall of the same groove extend being more or less distant from the connection portion of the fluid distributor.
  • the chimney intended to cooperate with the fluid circuit arranged at the top of the stack of battery cells is arranged more inside the housing, that is to say further from the connection portion with respect to the second direction D2 mentioned above, that the chimney intended to cooperate with the fluid circuit arranged at the base of this stack is not arranged.
  • This configuration makes it possible to obtain the straight arrangement of the chimneys as was mentioned previously so that the dielectric fluid outlets can be simply connected to the connectors integral with the condenser.
  • the dimension of the condensers from one stage to the other is provided in an appropriate manner so that the connectors are placed in line with the corresponding chimneys.
  • FIG 11 there is more particularly illustrated a stage of battery elements 103, to make the condenser 3 more visible, shown here in an orthonormal reference Oxyz which comprises a longitudinal axis Ox, a lateral axis Oy and a transverse axis Oz .
  • the condenser 3 includes a main wall 7 which extends inside a plane parallel to the Oxy plane.
  • the main wall 7 is arranged substantially in a quadrilateral which comprises two longitudinal ends of the main wall 7a, 7b, opposite to each other and provided at a first distance from each other, and two lateral ends of the main wall 8a, 8b, opposite to each other and provided at a second distance d2 from each other.
  • the condenser 3 also comprises three secondary walls 9a, 9b, 9c which respectively extend in a plane parallel to the Oyz plane.
  • the three secondary walls 9a, 9b, 9c there is a first lateral secondary wall 9a which equips a first longitudinal end of the main wall 7a, a second lateral secondary wall 9b which equips a second longitudinal end of the main wall 7b and a intermediate secondary wall 9c which is interposed between the lateral secondary walls 9a, 9b, being here disposed at an equal distance from the first lateral secondary wall 9a and from the second lateral secondary wall 9b.
  • the first side secondary wall 9a and the intermediate secondary wall 9c delimits with a portion of the main wall 7 a first chamber 10a which is intended to receive a first battery element 103.
  • the second side secondary wall 9b and the intermediate secondary wall 9c delimits with another portion of the main wall 7 a second chamber 10b which is intended to receive a second battery element 103.
  • the main wall 7 houses the cooling fluid circuit 4 which winds inside the main wall 6, above the first chamber 10a and above the second chamber 10b.
  • the cooling fluid circuit 4 is formed in a thickness of the main wall 6.
  • the main wall 6 is formed of two shells placed one against the other, at the bottom. at least one shell comprising a boss which delimits a cavity forming the cooling fluid circuit 4.
  • the cooling fluid circuit 4 is provided in relief from at least one of the shells.
  • the main wall 7 has a first face 11a, upper in Figure 11, which is provided with a dielectric fluid inlet connector 23a, a cooling fluid inlet 12a and a cooling fluid outlet 12b .
  • the coolant inlet 12a comprises a connector configured to allow an admission of the coolant 6 inside the coolant circuit 4 while the coolant outlet 12b comprises a connector configured to allow an evacuation of the coolant. coolant 6 out of the coolant fluid circuit 4.
  • the dielectric fluid inlet 23a has a connector configured to allow admission of the dielectric fluid 1 into the dielectric fluid circuit 5. More in particular, each of these connectors, integral with the main wall of the condenser 3, communicates fluidly with the corresponding chimney.
  • each of the connectors associated with a condenser is arranged along the same lateral edge of the condenser to facilitate the entry and exit of the cooling fluid on the one hand and the entry of the condenser. dielectric fluid on the other hand via a single fluid distributor.
  • the cooling fluid 6 cools the main wall 7 in order to maintain it at a temperature below a temperature of condensation of the dielectric fluid 1, which guarantees that on contact, the dielectric fluid 1 changes to the liquid state.
  • the coolant inlet 12a and the coolant outlet 12b are formed near a first lateral end of the main wall 8a and the coolant circuit 4 extends from the coolant inlet. 12a to the coolant outlet 12b.
  • FIG. 12 illustrates an exemplary embodiment of an electrical storage device 100 in which the battery cells 103 are divided into two groups 301, 302 of battery cells 103, including a first group 301 of battery cells 103 and a second group 302 of battery cells 103 which are housed in the same housing 101 at a distance from one another.
  • Each group 301, 302 of battery cells 103 is equipped with all of the elements described above in which two cooling devices 2 are provided.
  • each cooling device 2 is associated with a group 301, 302 of battery cells 103 comprising the box 101 which separately houses the groups 301, 302 of battery cells 103 arranged in stages 106a. , 106b, and each cooling device 2 comprises a recovery tank 108 arranged at the bottom of the corresponding housing 101 to recover the dielectric fluid 1 originally sprayed on a plurality of stages 106a, 106b of battery cells 103.
  • the groups 301, 302 of battery cells 103 are arranged side by side, and a fluid distributor 200 'is arranged between these two groups 301, 302 of battery cells 103.
  • the fluid distributor 200 'implemented in this exemplary embodiment conforms to what has been previously described in that it allows to form, by cooperation of a cover 119 and the first shell 109a, each of the channels capable of being connected hydraulically to the cooling fluid and dielectric fluid circuits, each channel thus formed being in fluid connection with several stages of battery cells.
  • this fluid distributor here comprises a common connection portion extended by two distribution portions 130 opposite one another, so that each distribution portion is dedicated to each of the groups 301, 302 of battery cells 103.
  • connection portion 129 has a stepped profile and it extends into an area of the housing arranged between the two groups so as to form a clearance area to conform. to a layout particular of a motor vehicle, without this being limiting.
  • the example of FIG. 12 is particularly interesting in that it makes it possible to understand that an electrical storage device 100 can comprise several recovery bins 108 and several pumps 115 without departing from the context of the invention, since each recovery tank 108 and each associated pump 115 are arranged to recover the dielectric fluid 1 sprayed on several battery cells 103 stacked one above the other and above the considered recovery tank 108, the battery cells 103 being distributed in two groups 301, 302 of battery cells 103.
  • the fluid distributor groups together in separate channels each of the fluid inlets and outlets and allows their distribution in each stage of each group of battery cells.
  • Cooling device (2) of a plurality of battery cells (103) of a motor vehicle comprising a housing (101) formed of at least a first shell (109a) and a second shell (109b) jointly delimiting an enclosure (102) which houses:
  • each condenser (3) comprising a main wall (7) comprising a fluid circuit cooling (4),
  • each dielectric fluid circuit (5) being configured to project a dielectric fluid (1) onto a stage (106a, 106b) of battery cells (103),
  • the cooling device (2) comprises a fluid distributor (200, 200 ') having at least one dielectric fluid inlet channel (118) configured to be in fluid communication with each of the dielectric fluid circuits (5), the distributor fluid (200, 200 ') being configured so that the dielectric fluid inlet channel (118) is at least partially delimited by at least one of the shells (109a, 109b) and a cover (119) arranged in covering of said shell.
  • Cooling device (2) according to claim 1, wherein the cover (119) comprises a connecting portion (129), wherein the dielectric fluid inlet channel (118) extends in a first main direction. (Di), and at least one distribution portion (130), in which the dielectric fluid inlet channel (118) extends substantially perpendicular to the first main direction (Di) and substantially parallel to a stacking direction (Dp) stages (106a, 106b) of battery cells (103).
  • Cooling device (2) according to claim 1, wherein the battery cells (103) are divided into two groups (301, 302) of battery cells (103) arranged on several stages (106a, 106b) and housed

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de refroidissement (2) d'une pluralité d'éléments de batterie (103) d'un véhicule automobile, le dispositif de refroidissement (2) comprenant un boîtier (101) formé d'au moins une première coquille (109a) et une deuxième coquille (109b) délimitant conjointement une enceinte (102) qui loge : - les éléments de batterie (103) agencés sur plusieurs étages (106a, 106b), - une pluralité de condenseurs (3), un condenseur (3) étant affecté à un étage (106a. 106b) d'éléments de batterie (103), chaque condenseur (3) comprenant une paroi principale (7) comportant un circuit de fluide de refroidissement (4), - une pluralité de circuits de fluide diélectrique (5), chaque circuit de fluide diélectrique (5) étant configuré pour projeter un fluide diélectrique (1) sur un étage (106a. 106b) d'éléments de batterie (103), dans lequel le dispositif de refroidissement (2) comprend un répartiteur de fluide (200, 200') comportant au moins un canal d'entrée de fluide diélectrique (118) configuré pour être en communication fluidique avec chacun des circuits de fluide diélectrique (5), le répartiteur de fluide (200, 200') étant configuré de sorte que le canal d'entrée de fluide diélectrique (118) est délimité au moins partiellement par au moins une des coquilles (109a, 109b) et un capot (119) disposé en recouvrement de ladite coquille.

Description

Description
Titre : « Dispositif de refroidissement d’un système de stockage électrique
La présente invention se situe dans le domaine des dispositifs de traitement thermique des systèmes de stockage électrique d'un véhicule automobile, et concerne plus particulièrement un dispositif de refroidissement d’éléments de batterie susceptibles de s’échauffer.
Dans le domaine des véhicules automobiles, des dispositifs de traitement thermique permettent de modifier une température d’une batterie électrique, et notamment de diminuer la température de la batterie électrique, qui tend à s’échauffer au cours de son utilisation. D’une manière générale, de tels dispositifs de traitement thermique de batteries électriques font appel à des échangeurs de chaleur. Les différentes cellules de batterie d’un système de stockage électrique peuvent notamment être refroidies au moyen d’une plaque froide à l’intérieur de laquelle circule un fluide de refroidissement, la plaque étant en contact avec les cellules de batterie à refroidir.
Il a pu être constaté que de tels échangeurs de chaleur peuvent conduire à un refroidissement non homogène des batteries électriques d’un même système de stockage électrique, entraînant alors une diminution des performances de ces batteries électriques. Ces dispositifs de traitement thermique présentent en outre une résistance thermique élevée en raison des épaisseurs de matière présentes entre le fluide de refroidissement et les cellules de batterie, l’autre paramètre contribuant à la résistance thermique élevée étant le contact entre les plaques de refroidissement, les interfaces thermiques (PAD) et les surfaces des cellules.
Il a aussi pu être constaté que de tels échangeurs de chaleur sont encombrants et occupent un volume conséquent dans un environnement où une place disponible est limitée, un tel encombrement généré par les échangeurs de chaleur pouvant nécessiter de réduire le volume occupé par les batteries électriques, ce qui induit une diminution préjudiciable de l’énergie électrique disponible.
Dans le but d’apporter une réponse à ces différentes problématiques, plusieurs dispositifs sont connus. On connait notamment le document FR3037727 dans lequel un dispositif de refroidissement des batteries électriques de voitures électriques ou hybrides est divulgué. Plus particulièrement, ce document concerne un dispositif de refroidissement des cellules des batteries électriques d'un pack batterie de type Ion- Lithium. Il comprend un boîtier fermé hermétiquement dans lequel circule un fluide diphasique et une couche d’air. Les cellules de stockage électrique sont partiellement plongées dans le fluide diphasique, de sorte que l’échange thermique entre les cellules et le fluide diphasique soit assuré. Ainsi, le refroidissement des batteries électriques est effectué par immersion des cellules des batteries électriques dans ledit fluide. La réserve du liquide diphasique consiste en une cuve située à l’extérieur du boîtier et reliée audit boîtier afin de permettre la circulation du fluide diphasique.
Toutefois, l’immersion des cellules de stockage électrique dans un fluide, notamment diélectrique, ne permet pas un refroidissement homogène des cellules.
L’invention a pour objectif d’offrir une alternative de refroidissement d’éléments de batterie en palliant les problèmes susmentionnés de l’état de la technique, en proposant un dispositif de refroidissement qui abaisse et homogénéise la température des éléments de batterie, optimisant alors la durée de vie ainsi que la performance d’un tel élément de batterie, notamment d’un système de stockage électrique pour véhicule automobile, un tel dispositif de refroidissement étant avantageusement approprié pour refroidir les éléments de batterie dans un environnement où un encombrement généré par le dispositif de refroidissement doit être le plus faible possible, pour offrir le plus d’espace possible aux éléments de batterie.
Selon la présente invention, un dispositif de la présente invention est un dispositif de refroidissement d’une pluralité d’éléments de batterie d’un véhicule automobile. Le dispositif de refroidissement comprend un boîtier formé d’au moins une première coquille et une deuxième coquille délimitant conjointement une enceinte qui loge :
- les éléments de batterie agencés sur plusieurs étages,
- une pluralité de condenseurs, un condenseur étant affecté à un étage d’éléments de batterie, chaque condenseur comprenant une paroi principale comportant un circuit de fluide de refroidissement,
- une pluralité de circuits de fluide diélectrique, chaque circuit de fluide diélectrique étant configuré pour projeter un fluide diélectrique sur un étage d’éléments de batterie. Le dispositif de refroidissement selon l’invention comprend un répartiteur de fluide comportant au moins un canal d’entrée de fluide diélectrique configuré pour être en communication fluidique avec chacun des circuits de fluide diélectrique, le répartiteur de fluide étant configuré de sorte que le canal d’entrée de fluide diélectrique est délimité au moins partiellement par au moins une des coquilles et un capot disposé en recouvrement de ladite coquille.
Ainsi, on réalise de façon simple un canal de circulation d’un fluide diélectrique pour permettre le refroidissement par pulvérisation de ce fluide sur des éléments de batterie. Le procédé de fabrication des éléments du dispositif de refroidissement puisque le canal est formé par l’assemblage de deux surfaces l’une en regard de l’autre, sans qu’il soit nécessaire de devoir réaliser le canal dans le volume de l’une ou l’autre des pièces constituants ce dispositif de refroidissement. L’assemblage, par exemple par soudage, de ces deux pièces l’une sur l’autre permet d’assurer la réalisation d’un canal étanche.
Le dispositif de refroidissement comprend avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- le boîtier est agencé pour confiner les éléments de batteries à l’intérieur de l’enceinte que le boîtier délimite. Le boîtier loge l’ensemble des éléments de batteries qui sont répartis sur au moins deux étages et préférentiellement sur au moins deux colonnes. Le boîtier comporte un bac de récupération du fluide diélectrique qui est commun à la pluralité d’étages d’éléments de batterie. Les éléments de batterie, les condenseurs et les circuits de fluide diélectrique surplombent le bac de récupération,
- chaque étage d’éléments de batterie est équipé d’un condenseur pourvu d’un circuit de fluide de refroidissement. Le condenseur est associé à au moins un circuit de fluide diélectrique qui est configuré pour projeter un fluide diélectrique sur les éléments de batterie d’un même étage,
- le canal d’entrée de fluide diélectrique est destiné à alimenter en fluide diélectrique l’ensemble des circuits de fluide diélectrique, chaque circuit de fluide diélectrique étant associé à un condenseur correspondant. En d’autres termes, le canal d’entrée de fluide diélectrique dessert chacun des étages d’éléments de batterie pour délivrer le fluide diélectrique au circuit de fluide diélectrique équipant chaque étage d’éléments de batterie. Le canal d’entrée de fluide diélectrique est commun pour l’ensemble des circuits de fluide diélectrique que le canal d’entrée de fluide diélectrique dessert conjointement,
- le capot comporte une portion de raccordement dans laquelle le canal d’entrée de fluide diélectrique s’étend selon une première direction principale, et une portion de distribution dans laquelle le canal d’entrée de fluide diélectrique s’étend sensiblement perpendiculairement à la première direction principale et sensiblement parallèlement à une direction d’empilement des étages d’éléments de batterie,
- les éléments de batteries sont répartis en deux groupes d’éléments de batteries agencés sur plusieurs étages et logés dans le même boîtier, le répartiteur de fluide étant agencé entre les deux groupes d’éléments de batterie, et dans lequel le répartiteur de fluide est pourvu d’une portion de raccordement commune à deux portions de distribution disposées de part et d’autre de cette portion de raccordement, chaque portion de distribution étant dédiée à l’un des groupes d’éléments de batterie, un canal d’entrée de fluide diélectrique dédié à l’alimentation en fluide d’un premier groupe étant formé de façon continue fluidiquement entre la portion de raccordement et une portion de distribution et un canal d’entrée de fluide diélectrique dédié à l’alimentation en fluide d’un deuxième groupe étant formé de façon continue fluidiquement entre la portion de raccordement et l’autre portion de distribution,
- le capot et la première coquille sont configurées de sorte que le canal d’entrée de fluide diélectrique soit délimité dans la portion de raccordement par la combinaison de bossages ménagés sur le capot et d’une surface plane de la première coquille et dans la portion de distribution par la combinaison de rainures ménagées dans la première coquille et d’une surface plane du capot,
- le canal d’entrée de fluide diélectrique comporte une pluralité de sorties de fluide diélectrique, chaque étage d’éléments de batteries étant pourvu d’une sortie de fluide diélectrique pour communiquer fluidiquement avec le canal d’entrée de fluide diélectrique, - la première coquille délimite avec le capot au moins le canal d’entrée de fluide diélectrique et la deuxième coquille est pourvue d’un bac de récupération du fluide diélectrique,
- le bac de récupération est relié au canal d’entrée de fluide diélectrique par l’intermédiaire d’une conduite de recirculation,
- la conduite de recirculation est externe au boîtier et est pourvue d’une pompe ; la pompe ainsi disposée hors de l’enceinte n’encombre pas cette dernière et laisse un volume interne de l’enceinte disponible pour les éléments de batterie, les condenseurs et les circuits de fluide de refroidissement,
- le capot est pourvu, au niveau d’une jointure entre les deux coquilles, d’au moins un embout de fluide diélectrique qui est relié au bac de récupération par l’intermédiaire de la conduite de recirculation et qui équipe le canal d’entrée de fluide diélectrique,
- la portion de raccordement est étagée, agencée en marches d’escalier, et comporte une portion intermédiaire interposée entre deux portions d’extrémité qui sont ménagées à l’intérieur de deux plans qui sont sensiblement parallèles aux plans à l’intérieur desquels s’étendent des plateaux de soutien des étages d’éléments de batterie,
- une première portion d’extrémité est équipée de la portion de distribution,
- le canal d’entrée de fluide diélectrique comporte une pluralité de cheminées de sortie de fluide diélectrique formant saillie d’une face interne de la première coquille, en direction de l’intérieur de l’enceinte, et dont une extrémité forme une sortie de fluide diélectrique apte à communiquer à chacun des étages d’éléments de batterie avec un connecteur pour l’alimentation en fluide diélectrique du circuit de fluide diélectrique correspondant,
- les cheminées de sortie de fluide diélectrique sont issues de matière de la première coquille,
- le répartiteur de fluide comporte en outre au moins partiellement un canal d’entrée de fluide de refroidissement et un canal de sortie de fluide de refroidissement configurés pour être respectivement en communication fluidique avec chacun des circuits de fluide de refroidissement, le répartiteur de fluide étant configuré de sorte que chacun de ces canaux est délimité au moins partiellement par une même coquille et le capot disposé en recouvrement de ladite coquille,
- dans ce contexte, les canaux d’entrée et/ou de sortie de fluide de refroidissement peuvent être formés de façon analogue au canal d’entrée de fluide diélectrique, avec par exemple une pluralité de cheminées, et/ou la formation du canal par une combinaison de rainures et de bossages,
- le canal d’entrée de fluide de refroidissement est destiné à alimenter en fluide de refroidissement l’ensemble des circuits de fluide de refroidissement, pour amener le fluide de refroidissement à chaque condenseur. Le canal d’entrée de fluide de refroidissement dessert chacun des étages d’éléments de batterie pour délivrer le fluide de refroidissement au circuit de fluide de refroidissement affecté à chaque étage d’éléments de batterie. Le canal d’entrée de fluide de refroidissement est commun pour l’ensemble des circuits de fluide de refroidissement que le canal d’entrée de fluide de refroidissement dessert conjointement,
- le canal de sortie de fluide de refroidissement est destiné à recevoir le fluide de refroidissement depuis l’ensemble des circuits de fluide de refroidissement. Le canal de sortie de fluide de refroidissement collecte de chacun des étages d’éléments de batterie le fluide de refroidissement du circuit de fluide de refroidissement affecté à chaque étage d’éléments de batterie. Le canal de sortie de fluide de refroidissement est commun pour l’ensemble des circuits de fluide de refroidissement avec lesquels le canal de sortie de fluide de refroidissement est conjointement en communication aéraulique.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
[Fig.i] illustre une vue en perspective d’une coupe d’un système de stockage électrique équipé d’un dispositif de refroidissement d’éléments de batterie conforme à une première forme de réalisation de la présente invention, [Fig.2] illustre une vue de face de la coupe du système de stockage représentée sur la figure î,
[Fig.3] illustre une vue en perspective partielle du système de stockage illustré sur les figures 1 et 2, un boîtier étant notamment retiré pour rendre bien visible le dispositif de refroidissement et pour illustrer schématiquement une branche de circulation et une pompe du dispositif de refroidissement,
[Fig.4] illustre une vue de côté d’un boîtier constitutif du dispositif de refroidissement de la présente invention,
[Fig.5] illustre une vue de dessus du boîtier représenté sur la figure 4,
[Fig.6] illustre une vue en perspective du boîtier représenté sur les figures 4 et 5,
[Fig.7] illustre une vue en perspective d’un capot constitutif du dispositif de refroidissement représenté sur la figure 1,
[Fig.8] illustre une vue en perspective de dessus d’une première coquille constitutive du dispositif de refroidissement représenté sur la figure 1,
[Fig.g] illustre une vue en coupe de la première coquille de la figure 8 sur laquelle est rapporté le capot de la figure 7,
[Fig.10] illustre une vue en perspective de dessous de la première coquille représentée sur la figure 8, rendant visible l’intérieur d’une enceinte délimitée en partie par cette première coquille,
[Fig.11] illustre une vue en perspective d’un condenseur constitutif d’une variante de réalisation du dispositif de refroidissement représenté sur la figure 1 et destiné à refroidir les éléments de batterie,
[Fig.12] illustre un autre exemple de réalisation d’un dispositif de stockage électrique comportant un dispositif de refroidissement d’éléments de batterie conforme à une deuxième forme de réalisation de la présente invention.
Les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
Sur la figure 1, on a représenté un système de stockage électrique 100 destiné à fournir une énergie électrique à un moteur électrique équipant un véhicule automobile, à motorisation électrique ou hybride, en vue de son déplacement. Le système de stockage électrique 100 comprend une pluralité d’éléments de batterie 103 qui sont aptes à fournir l’énergie électrique nécessaire à la mise en mouvement du véhicule automobile. Les éléments de batteries 103 sont répartis en au moins un groupe 301, 302 d’éléments de batteries 103 tels que visibles sur les figures 1 à 3 ou bien en deux groupes 301, 302 d’éléments de batteries 103, tels que représentés sur la figure 13. L’ensemble des caractéristiques qui vont être décrites pour un groupe 301, 302 d’éléments de batteries 103 sur les figures 1 à 10 s’applique pour les deux groupes 301, 302 d’éléments de batteries 103 illustrés sur la figure 11.
Les éléments de batterie 103 sont conformés en un parallélépipède et sont agencés les uns par rapport aux autres en étant disposés en une superposition étagée. Plus particulièrement, les éléments de batterie 103 sont empilés les uns sur les autres selon plusieurs colonnes 105, en étant répartis selon plusieurs étages 106a, 106b le long d’une direction d’empilement Dp des étages. En d’autres termes, chaque étage 106a, 106b d’éléments de batterie 103 comprend préférentiellement une pluralité d’éléments de batterie 103 en fonction du nombre de colonnes 105, étant entendu que le nombre d’étages 106a, 106b et de colonnes 105 d’éléments de batterie 103 varie en fonction d‘un encombrement autorisé pour le système de stockage électrique 100 et en fonction de la quantité d’énergie électrique à stocker. Dans un même étage 106a, 106b d’éléments de batterie 103, ces derniers sont disposés côte-à-côte et chaque étage 106a, 106b d’éléments de batterie 103 est porté par un plateau 107a, 107b sur lesquels les éléments de batterie 103 reposent. Selon l’exemple illustré, les éléments de batterie 103 sont au nombre de six et sont répartis sur deux colonnes 105 et trois étages 106a, 106b, chaque colonne 105 comprenant trois éléments de batterie 103 et chaque étage 106a, 106b comprenant deux éléments de batterie 103. Tel que cela a été précisé, le nombre de colonnes 105 et le nombre d’étages 106a, 106b sont susceptibles d’être différents de l’exemple illustré, en étant notamment supérieurs.
Au fur et à mesure de leur mise en fonctionnement, les éléments de batterie 103 tendent à s’échauffer. Aussi, le véhicule automobile est équipé d’un dispositif de refroidissement 2 des éléments de batterie 103 qui est notamment configuré pour projeter un fluide diélectrique sur les éléments de batterie. Avantageusement, le dispositif de refroidissement 2 de la présente invention est à même de refroidir simultanément chacun des étages 106a, 106b d’éléments de batterie 103 et présente un encombrement le plus réduit possible pour offrir un maximum d’espace aux éléments de batterie 103, en vue de stocker et/ou de fournir une énergie électrique la plus importante possible.
Selon différentes variantes de réalisation, un élément de batterie 103 peut comprendre une enveloppe qui loge une pluralité de cellules de stockage électrique, ou bien comprendre uniquement une pluralité de cellules de stockage électrique, sans enveloppe autour. Soit le fluide diélectrique 1 pulvérisé par le dispositif de refroidissement entre en contact avec l’enveloppe et se vaporise sous l’effet de la chaleur dégagée par cette enveloppe, le refroidissement de cette enveloppe générant une baisse de température de l’enceinte dans laquelle sont logées les cellules de stockage électrique et donc une baisse de température des cellules elles-mêmes, soit le fluide diélectrique 1 pulvérisé entre en contact directement avec les cellules de stockage électrique et se vaporise sous l’effet de la chaleur dégagée par chacune de ces cellules. On comprend que chaque cellule de stockage électrique est l’unité fonctionnelle de l’élément de batterie qui fournit au moins partiellement au moteur électrique l’énergie électrique qui lui est nécessaire. La cellule de stockage électrique est par exemple une cellule Ion-Lithium ou analogue.
Le dispositif de refroidissement 2 comprend un boîtier 101 délimitant une enceinte 102 qui loge les éléments de batterie 103. Le boîtier 101 a donc une première fonction qui consiste à confiner les éléments de batterie 103 à l’intérieur de l’enceinte 102 pour les isoler d’un environnement extérieur.
A cet effet, le boîtier 101 comprend au moins deux coquilles 109a, 109b, dont une première coquille 109a et une deuxième coquille 109b, qui sont agencées en cuvette et qui sont jointes l’une à l’autre par l’intermédiaire de leur rebords 110 pour délimiter l’enceinte 102. A cet effet, chaque rebord 110 est pourvu d’une lèvre 111, la lèvre 111 de la première coquille 109a étant fixée à la lèvre 111 de la deuxième coquille 109b par l’intermédiaire de moyens de jonction réversible 112, du type vissage ou analogue pour maintenir hermétiquement dose l’enceinte 102 logeant les éléments de batterie 103. Les lèvres 111 jointes des coquilles 109a, 109b sont ainsi disposées dans un même plan de lèvre Pi.
Le dispositif de refroidissement 2 comprend aussi au moins un circuit de fluide diélectrique 5 qui est agencé pour pulvériser le fluide diélectrique 1 sur un étage 106a, 106b correspondant d’éléments de batterie 103. En d’autres termes, un circuit de fluide diélectrique 5 est spécifiquement disposé pour l’alimentation et la pulvérisation de fluide diélectrique sur un étage d’élément de batteries, le nombre de circuits de fluide diélectrique et le nombre d’étages d’éléments de batterie étant les mêmes. Le dispositif de refroidissement 2 comprend également au moins un condenseur 3 logeant un circuit de fluide de refroidissement 4 qui est prévu pour faire passer d’un état vapeur à un état liquide le fluide diélectrique 1 pulvérisé sur les éléments de batterie 103 et transformé sous forme de vapeur sous l’effet de la chaleur dégagée par les éléments de batterie 103. A cet effet, un fluide de refroidissement 6 circule à l’intérieur du circuit de fluide de refroidissement 4 pour refroidir le condenseur 3 et consécutivement le fluide diélectrique 1 en vue de liquéfier ce dernier.
Le fluide de refroidissement 6 peut notamment consister en un coolant ou un fluide réfrigérant, et par exemple consister en de l’eau glycolée, du R134a ou du 1234yf, ou bien encore du CO2, sans que cette liste soit limitative.
En ce qui concerne le fluide diélectrique 1, celui-ci est choisi en fonction de son point de changement de phase. A titre d’exemple, le fluide diélectrique 1 choisi ici doit présenter une température d’évaporation à pression atmosphérique supérieure à 32, 33 ou 34 degrés Celsius et une température de condensation inférieure à 31, 30 ou 29 degrés Celsius. En d’autres termes, le fluide diélectrique 1 pulvérisé sous forme liquide sur les éléments de batterie 103 d’un étage donné 106a, 106b récupère des calories dégagées par ces éléments de batterie 103 et est ainsi transformé en vapeur. La vapeur monte pour venir au contact du condenseur 3, à l’intérieur duquel peut circuler le fluide de refroidissement 6, et le condenseur 3 récupère les calories emmagasinées précédemment par le fluide diélectrique 1 jusqu’à le liquéfier. Sous forme liquide, et en gouttelettes, le fluide diélectrique 1 chute par gravité à l’intérieur du boîtier 101.
Plus particulièrement, le dispositif de refroidissement 2 de la présente invention comprend avantageusement autant de circuits de fluide diélectrique 5 que le boîtier 101 loge d’étages 106a, 106b d’éléments de batterie 103. Plus particulièrement encore, le dispositif de refroidissement 2 de la présente invention comprend avantageusement autant de condenseur 3 que le boîtier 101 loge d’étages 106a, 106b d’éléments de batterie 103. De plus, chaque circuit de fluide diélectrique 5 est avantageusement associé à un condenseur correspondant 3 pour optimiser une condensation du fluide diélectrique 1, et consécutivement un refroidissement des éléments de batterie 103, étage 106a, 106b par étage 106a, 106b, une telle association étant la plus compacte possible à l’intérieur du boîtier 101 qui délimite un espace confiné souhaité le plus petit possible. Selon la variante illustrée, chaque condenseur 3 intègre en son sein un circuit de fluide diélectrique 5 correspondant. On note que d’autres formes d’association sont possibles entre le condenseur 3 et le circuit de fluide diélectrique 5, celui-ci pouvant consister en un tube courant le long de la face du condenseur en regard des éléments de batterie par exemple.
Tel que cela est plus particulièrement visible sur la figure 2, le dispositif de refroidissement 2 comprend le boîtier 101 dont un fond constitue un bac de récupération 108 du fluide diélectrique 1 qui s’écoule par gravité d’un étage 106a, 106b d’éléments de batterie 103 à un étage inférieur 106a d’éléments de batterie 103. Plus particulièrement, le bac de récupération 108 est utilisé pour la récupération du fluide diélectrique 1 ayant été vaporisé par chacun des condenseurs 3 qui surplombent tous le bac de récupération 108. A cet effet, chacun des plateaux 107a, 107b supportant les étages 106a, 106b d’éléments de batterie 103 est configuré pour permettre le passage du fluide diélectrique 1 par gravité en direction du bac de récupération. On distingue, parmi les plateaux 107a, 107b sur lesquels repose un étage 106a, 106b respectif d’éléments de batterie 103, un plateau inférieur 107a sur lequel repose l’étage inférieur 106a d’éléments de batterie 103. On comprend que l’étage inférieur 106a est celui des étages 106a, 106b qui ne surplombe aucun autre étage et qui est donc le plus bas des étages 106a, 106b de la superposition étagée des éléments de batterie 103 décrites précédemment, en se référant à un agencement vertical et au sens d’écoulement par gravité du fluide diélectrique 1 sous forme liquide. On comprend aussi que les étages supérieurs 106b d’éléments de batterie 103 portés par un plateau supérieur correspondant 107b surplombent au moins un autre étage 106a, 106b d’éléments de batterie 103.
Une fois cette distinction faite, il convient de noter que le plateau inférieur 107a est perforé d’une pluralité d’orifices permettant l’écoulement du fluide diélectrique 1 à son travers en direction du bac de récupération 108. Les orifices sont dimensionnés pour permettre une opération de filtrage du fluide diélectrique 1 avant que celui-ci ne pénètre dans le bac de récupération 108. Afin de permettre une opération de filtrage efficace, le plateau inférieur 107a est dimensionné pour être au contact sur son pourtour avec des parois délimitant le boîtier 101.
D convient également de noter que les plateaux supérieurs 107b présentent une surface pleine, non perforée, et qu’ils sont dimensionnés pour former un passage en périphérie entre les pourtours du plateau correspondant et les parois délimitant le boîtier 101. On comprend que ces plateaux supérieurs 107b surplombent l’étage inférieur 106a et donc un condenseur 3 affecté aux éléments de batteries 103 porté par le plateau inférieur 107a et qu’il n’est pas souhaitable que du fluide diélectrique 1 sous forme liquide viennent couler sur la face supérieure du condenseur 3, c’est-à- dire sur la face en regard du plateau supérieur 107b. Dès lors, il est notable que, et tel que cela est illustré par des pointillés sur la figure 2, le fluide diélectrique 1 sous forme liquide s’évacue par les côtés du plateau 107b dans les étages supérieurs 106b en tombant sur le plateau inférieur 107a, le fluide diélectrique 1 étant apte à passer dans le bac de récupération 108 via les orifices lorsque ce fluide diélectrique 1 stagne sur le plateau inférieur 107a.
Dans une variante non représentée, on pourra prévoir que chacun, ou au moins certains, des plateaux supérieurs soient également perforés, dès lors que les condenseurs que ces plateaux perforés surplombent respectivement sont agencés de manière à présenter un plan incliné par rapport au plan dans lequel s'inscrit le plateau correspondant Dès lors, le fluide diélectrique s'écoulant à travers les plateaux supérieurs par les perforations n'est pas en mesure de stagner entre le condenseur et le plateau supérieur correspondant et peut s'écouler sur les côtés pour venir tomber par gravité dans le bac de récupération.
En se reportant sur la figure 3, chaque circuit de fluide diélectrique 5 est pourvu d'au moins une buse de projection 37 qui est à même de pulvériser le fluide diélectrique 1 à l'état liquide vers un étage 106a, 106b respectif d'éléments de batterie 103 afin de refroidir ces dernières. De préférence, les buses de projection 37 sont en pluralité pour arroser de fluide diélectrique 1 selon une plus grande dimension des éléments de batterie 103. Ainsi, chaque circuit de fluide diélectrique 5 s'étend entre une arrivée de fluide diélectrique 23, qui ici équipe le condenseur 3 auquel le circuit de fluide diélectrique 5 est affecté, et les buses de projection 37 du fluide diélectrique 1 sur les éléments de batterie 103 qui sont disposées le long du circuit de fluide diélectrique 5.
Le bac de récupération 108 est pourvu d'une durite d'évacuation 113 du fluide diélectrique 1 accumulé à l'intérieur du bac de récupération 108. La durite d'évacuation 113 est en communication fluidique avec une conduite de recirculation 114 du fluide diélectrique 1. La conduite de recirculation 114 du fluide diélectrique 1 s'étend entre la durite d'évacuation 113 et un répartiteur de fluide 200 qui comporte notamment un embout de fluide diélectrique 117 équipant les lèvres jointes m des coquilles 109a, 109b, tel que visible sur la figure 4, un canal d'entrée de fluide diélectrique 118 qui s'étend ensuite dans la continuité de l'embout de fluide diélectrique 117 et des arrivées de fluide diélectrique 23 en communication fluidique avec le canal d'entrée et qui équipent chacun des circuits de fluide diélectrique 5, tel que décrit ci-après.
On comprend en cela que le répartiteur de fluide 200 est tel que le canal d'entrée de fluide diélectrique 118 est destiné à alimenter en fluide diélectrique 1 l'ensemble des circuits de fluide diélectrique 5, c'est-à-dire à chaque circuit de fluide diélectrique 5 associé à un condenseur correspondant 3. Autrement dit, le canal d'entrée de fluide diélectrique 118 dessert chacun des étages 106a, 106b d'éléments de batterie 103 pour délivrer le fluide diélectrique 1 au circuit de fluide diélectrique 5 équipant chaque étage 106a, 106b d’éléments de batterie 103. Le canal d’entrée de fluide diélectrique 118 est avantageusement commun pour l’ensemble des circuits de fluide diélectrique 5 que le canal d’entrée de fluide diélectrique 118 dessert conjointement.
On comprend ainsi que le fluide diélectrique 1 à l’état liquide parcourt une branche de circulation 116 qui s’étend depuis le bac de récupération 108 du fluide diélectrique 1 jusqu’aux buses de projection 37 et qui comprend la conduite de recirculation 114, le canal d’entrée de fluide diélectrique 118 et les circuits de fluide diélectrique 5. Les buses de projection 37 aspergent les éléments de batterie 103 de fluide diélectrique 1 qui se vaporise à leur contact, puis qui se liquéfie au contact des condenseurs 3 pour s’égoutter par gravité à l’intérieur du bac de récupération 108 commun à l’ensemble des étages 106a, 106b des éléments de batterie 103. Puis, la branche de circulation 116 ramène le fluide diélectrique 1 depuis le bac de récupération 108 jusqu’aux buses de projection 37. On comprend le caractère avantageux du répartiteur selon un aspect de la présente invention qui permet une mutualisation de l’alimentation des moyens de refroidissement énoncés pour chacun des étages 106a, 106b de l’agencement en superposition étagée des éléments de batterie 103.
La conduite de recirculation 114 est pourvue d’une pompe 115 qui est destinée à ramener le fluide diélectrique 1 aux arrivées de fluide diélectrique 23 équipant les condenseurs 3, et plus particulièrement les circuits de fluide diélectrique 5 associés aux condenseurs 3. Ainsi, la pompe 115, qui est commune à chacun des étages 106a, 106b d’éléments de batterie 103 du dispositif de refroidissement 2, est à même d’alimenter en fluide diélectrique 1 l’ensemble des circuits de fluide diélectrique 5 que comprend le dispositif de refroidissement 2, ce qui est avantageux en termes de coût de réalisation. On va décrire par la suite plus en détails le répartiteur de fluide 200 formant partie du dispositif de refroidissement selon l’invention qui est notamment apte à permettre l’alimentation en fluide diélectrique 1 de l’ensemble des circuits de fluide diélectrique 5.
On note à ce stade de la description que le canal d’entrée de fluide diélectrique 118 comporte une pluralité de sorties de fluide diélectrique 131 formant des débouchés du canal d’entrée de fluide diélectrique 118, une sortie de fluide diélectrique 131 étant en communication fluidique avec une arrivée correspondante de fluide diélectrique 23 respectivement solidaire du circuit de fluide diélectrique 5, ici du condenseur au sein duquel chaque circuit est ménagé. Il est avantageusement prévu d’équiper le canal d’entrée d’une sortie de fluide diélectrique 131 pour chacun des étages 106a, 106b d’éléments de batterie 103, la sortie 131 étant dédiée à l’alimentation en fluide diélectrique 1 du circuit de fluide diélectrique 5 affecté à cette étage 106a, 106b.
Tel que cela est notamment visible sur la figure 4, la conduite de recirculation 114 pourvue de la pompe 115 est externe au boîtier 101, ce qui permet de laisser disponible l’entièreté d’un volume interne du boîtier 101 pour les éléments de batteries 103, les condenseurs 3 et les circuits de fluide diélectrique 5. Ceci facilite aussi d’éventuelles opérations de maintenance de la pompe 115.
Par ailleurs, cette figure 4 rend visible un embout d’arrivée de fluide de refroidissement 126 et un embout de sortie de fluide de refroidissement 127, qui sont disposés au voisinage de l’embout d’arrivée de fluide diélectrique 117, tel que cela sera détaillé ci-après.
On va maintenant décrire plus en détail, notamment en référence aux figures 5 à 9, le répartiteur de fluide 200 configuré pour guider notamment le fluide diélectrique récupéré vers les circuits susceptibles de permettre sa projection sur les éléments de batterie.
Sur la figure 5, le répartiteur de fluide 200 formant partie du dispositif de refroidissement 2 est formé par la coopération d’un capot 119 et de la première coquille 109a, le capot venant en recouvrement de la première coquille pour délimiter différents canaux de la branche de circulation 116. En d’autres termes, le répartiteur de fluide 200 est configuré pour permettre la répartition d’au moins le fluide diélectrique récupéré vers chacun des étages d’éléments de batterie 103.
Dans l’exemple illustré, le répartiteur de fluide 200 comprend avantageusement le capot 119 qui délimite partiellement avec la première coquille 109a d’une part le canal d’entrée de fluide diélectrique 118 en communication fluidique avec les circuits de fluide diélectrique 5, et d’autre part un canal d’entrée de fluide de refroidissement 120 et un canal de sortie de fluide de refroidissement 121 respectivement en communication fluidique avec les circuits de fluide de refroidissement 4. On comprend que le capot 119 et une face externe 128 de la première coquille 109a, à laquelle le capot 119 est fixé, délimitent conjointement le canal d’entrée de fluide diélectrique 118, le canal d’entrée de fluide de refroidissement 120 et le canal de sortie de fluide de refroidissement 121, par au moins un relief formant gouttière dans une première des pièces parmi le capot et la première coquille et par la fermeture étanche de cette gouttière par le plaquage de l’autre pièce sur la première pièce. La réalisation de ces différents canaux est ainsi facilitée du fait qu’aucun canal n’est à creuser dans la matière d’une pièce seule, seules des opérations d’emboutissage et de soudure par exemple étant nécessaires, l'étanchéité de chaque canal étant assurée facilement par lesdites opérations de soudure.
Tel qu’illustré sur la figure 5, le canal d’entrée de fluide de refroidissement 120 et le canal de sortie de fluide de refroidissement 121 sont constitutifs d’une boucle de climatisation 122 à l’intérieur de laquelle circule le fluide de refroidissement 6. La boucle de climatisation 122 comprend au moins un compresseur 123 pour comprimer le fluide de refroidissement 6, un échangeur de chaleur 124 pour permettre au fluide de refroidissement 6 de céder des calories à pression constante à un environnement extérieur, un organe de détente 125, puis le canal d’entrée de fluide de refroidissement 120 qui est destiné à alimenter en fluide de refroidissement 6 les circuits de fluide diélectrique logés dans le boîtier 101 et donc non visibles sur la figure 5, ladite boucle de climatisation 122 comprenant en outre les circuits de fluide diélectrique, disposés en parallèle les uns avec les autres et respectivement associés à l’un des condenseurs tel que précédemment expliqué, ainsi que le canal de sortie de fluide de refroidissement 121 qui est destiné à évacuer le fluide de refroidissement 6 hors du boîtier 101 pour le ramener vers le compresseur 123.
On comprend que le canal d’entrée de fluide de refroidissement 120 est destiné alimenter en fluide de refroidissement 6 l’ensemble des circuits de fluide de refroidissement 5. Le canal d’entrée de fluide de refroidissement 120, commun à l’ensemble des circuits de fluide de refroidissement 5, dessert chacun des étages 106a, 106b d’éléments de batterie 103 pour délivrer le fluide de refroidissement 6 au circuit de fluide de refroidissement 5 affecté à chaque étage 106a, 106b d’éléments de batterie 103.
De façon analogue, le canal de sortie de fluide de refroidissement 121 est destiné recevoir le fluide de refroidissement 6 depuis l’ensemble des circuits de fluide de refroidissement 5. Le canal de sortie de fluide de refroidissement 121, commun à l’ensemble des circuits de fluide de refroidissement 5, récupère de chacun des étages 106a, 106b d’éléments de batterie 103 le fluide de refroidissement 3 du circuit de fluide de refroidissement 5 affecté à chaque étage 106a, 106b d’éléments de batterie 103.
Le répartiteur de fluide 200 comporte l’embout d’arrivée de fluide de refroidissement 126 disposé à une extrémité libre du canal d’entrée de fluide de refroidissement 120 et qui est interposé entre cette extrémité libre et l’oigane de détente 125, Le répartiteur de fluide 200 comporte en outre l’embout de sortie de fluide de refroidissement 127 disposé à une extrémité libre du canal de sortie de fluide de refroidissement 121 et qui est interposé entre cette extrémité libre et le compresseur 123.
L’embout d’arrivée de fluide de refroidissement 126, l’embout de sortie de fluide de refroidissement 127 et l’embout de fluide diélectrique 117 sont disposés à proximité les uns des autres, d’un même côté des lèvres jointes 111 des coquilles 109a, 109b en étant tournés vers l’extérieur du boîtier 101, pour faciliter une connectique de la boucle de climatisation 122 d’une part et de la conduite de recirculation 114.
Tel que cela est plus particulièrement visible sur la figure 6 et la figure 7, le capot 119 du répartiteur de fluide 200 comporte une portion de raccordement 129 dans laquelle le canal d’entrée de fluide diélectrique 118, le canal d’entrée de fluide de refroidissement 120 et le canal de sortie de fluide de refroidissement 121 s’étendent selon une première direction principale Di. A l’intérieur de la portion de raccordement 129, le canal d’entrée de fluide diélectrique 118, le canal d’entrée de fluide de refroidissement 120 et le canal de sortie de fluide de refroidissement 121 s’étendent sensiblement parallèlement les uns aux autres.
Le capot 119 comporte aussi une portion de distribution 130 prolongeant la portion de raccordement 129 et dans laquelle le canal d’entrée de fluide diélectrique 118, le canal d’entrée de fluide de refroidissement 120 et le canal de sortie de fluide de refroidissement 121 s’étendent sensiblement perpendiculairement à la première direction principale D1. Plus particulièrement, la portion de distribution 130 et chacune des parties des canaux qu’elle comporte s’étendent sensiblement parallèlement à une direction d’empilement Dp des étages 106a, 106b d’éléments de batterie 103, le long d’une paroi latérale du boîtier 101. En position d’utilisation du système de stockage électrique 100, la première direction principale Di est sensiblement horizontale tandis que la direction d’empilement Dp est sensiblement verticale.
Tel qu’illustré sur les figures, le répartiteur de fluide 200 est configuré de sorte que les canaux formés dans la portion de raccordement 129 sont coudés pour s’étendre ponctuellement dans une deuxième direction D2 (référencée sur les figures 5 et 6) perpendiculaire à la direction principale D1 et permettre la continuité hydraulique vers la portion de distribution 130.
Le capot 119 formant partie du répartiteur de fluide présente une surface externe, c’est-à-dire une surface tournée à l’opposé de la demi-coquille du boîtier que le capot recouvre, qui comprend des reliefs 133 au niveau de la portion de raccordement 129 pour délimiter respectivement le canal d’entrée de fluide diélectrique 118, le canal d’entrée de fluide de refroidissement 120 et le canal de sortie de fluide de refroidissement 121. Ces reliefs, sous forme de bossages 133 en saillie de la surface externe du capot, sont disposées en vis-à-vis de la face externe 128 de la première coquille 109a qui est plane sous la portion de raccordement 129. Le passage pour l’un ou l’autre fluide est rendu étanche par le plaquage et le soudage du capot sur la première coquille, chaque canal étant délimité par la gouttière formée par le relief et par la face externe de la première coquille.
Dans l’exemple illustré, et tel que cela est notamment visible sur la figure 7, la portion de raccordement 129 est configurée de manière à s’étendre sur plusieurs niveaux, de sorte que l’entrée du fluide diélectrique dans le répartiteur s’effectue à une hauteur, selon la direction d’empilement des éléments de batterie, qui est plus élevée que celle de la durite d’évacuation 113 au niveau du bac de récupération 108 et celle de la zone de jonction entre portion de raccordement 129 et portion de distribution 130. Plus particulièrement, la portion de raccordement est agencée en marche d’escalier et comporte une portion intermédiaire 136 interposée entre les deux étages formées par deux portions d’extrémité 137, 138 qui sont ménagées à l’intérieur de deux plans P2, P3 qui sont sensiblement parallèles entre eux et orthogonaux à la direction d’empilement Dp des éléments de batterie 103. Une première portion d’extrémité 137 est destinée à venir en contact avec une portion inférieure 139 de la première coquille 109a, visible sur la figure 8. Une deuxième portion d’extrémité 138 est destinée à venir en contact avec les lèvres joints 111 des coquilles 109a, 109b et est destinée à être équipée de l’embout d’arrivée de fluide de refroidissement 126, de l’embout de sortie de fluide de refroidissement 127 et de l’embout de fluide diélectrique 117. La première portion d’extrémité 137 s’étend à l’intérieur d’un premier plan P2 et la deuxième portion d’extrémité 138 s’étend dans un deuxième plan P3.
Tel qu’illustré sur la figure 8 et sur la figure 9, la face externe 128 de la paroi latérale de la première coquille 109a destinée à être recouverte par la portion de distribution 130 du capot 119 comporte des rainures 134, tandis que la face externe de la portion inférieure 139 est plane et sans de telles rainures. Ainsi, au niveau de la portion de distribution 130 du capot 119 en regard d’une paroi latérale 135 de la première coquille, le canal d’entrée de fluide diélectrique 118, le canal d’entrée de fluide de refroidissement 120 et le canal de sortie de fluide de refroidissement 121 sont ménagés dans une épaisseur de cette paroi latérale 135 de la première coquille 109a, la paroi latérale 135 étant ménagée dans un plan avec légèrement incliné, de l’ordre par exemple de 5° à 15°, par rapport à la direction d’empilement Dp des éléments de batteries 103.
La figure 9 illustre plus particulièrement, par une vue en coupe, la façon dont les canaux, et notamment le canal d’entrée de fluide diélectrique visible sur cette figure, sont formés par combinaison des rainures 134 et de la portion de distribution 130 du capot 119 qui vient obturer les rainures 134 pour les rendre étanches. La forme du canal d’entrée de fluide diélectrique au niveau de cette portion de distribution 130 du capot est la même, ou sensiblement la même, que la forme des canaux dédiés au fluide de refroidissement. Tel que précisé précédemment, le canal d’entrée de fluide diélectrique 118, le canal d’entrée de fluide de refroidissement 120 et le canal de sortie de fluide de refroidissement 121 sont destinées dans la paroi latérale 135 à ramener les fluides aux étages supérieurs 106b de la superposition étagée des éléments de batterie 103.
La figure 9 rend également visible la caractéristique selon laquelle, lorsque le capot 119 est rapporté et fixé sur la première coquille 109a du boîtier 101 et ce pour chacun des canaux d’entrée et sortie de fluide, diélectrique ou de refroidissement, la partie des canaux définie par la coopération des bossages 133 de la portion de raccordement et de la portion inférieure 139 de la première coquille 109a est configurée pour être disposée dans le prolongement de la partie des canaux correspondant définie par la coopération de la portion de distribution 130 du capot et des rainures 134 de la paroi latérale 135 de la première coquille 109a.
A titre d’exemple, pour clarifier ce qui précède, l’extrémité, au niveau de la jonction 201 de la portion de raccordement 129 et de la portion de distribution 130, de la partie de canal d’entrée de fluide diélectrique 118 définie dans la portion de raccordement 129 communique fluidiquement avec l’extrémité, au niveau de cette même jonction de la portion de raccordement 129 et de la portion de distribution 130, de la partie de canal d’entrée de fluide diélectrique 118 définie dans la portion de distribution.
Tel que cela a été précisé précédemment, chacun des canaux intégré dans le répartiteur de fluide, entre le capot 119 et la première coquille 109a du boîtier, est commun à la pluralité de circuits de fluide respectivement disposés à chaque étage d’éléments de batterie. Les figures 8 à 10 illustrent un exemple de réalisation des moyens de distribution permettant l’alimentation de chaque étage d’éléments de batterie par un même canal.
La figure 10 permet notamment de rendre visible la face interne 140, tournée vers l’enceinte 102, de la première coquille 109a. La face interne 140 est notamment la face interne de la paroi latérale 135 de la première coquille 109a. La face interne 140 est pourvue des sorties de fluide diélectrique 131 qui constituent les débouchés du canal d’entrée de fluide diélectrique 118, de sorties de fluide de refroidissement 141 qui constituent des débouchés du canal d’entrée de fluide de refroidissement 120 et d’entrées de fluide de refroidissement 142 qui constituent des débouchés du canal de sortie de fluide de refroidissement 121. On note que chaque étage 106a, 106b d’éléments de batteries 103 est destiné à être pourvu d’une sortie de fluide diélectrique 131, d’une sortie de fluide de refroidissement 141 et d’une entrée de fluide de refroidissement 142 pour alimenter en fluide le condenseur 3 associé au circuit de fluide diélectrique 5 de l’étage 106a, 106b correspondant. Ces dispositions sont telles que les sorties de fluide diélectrique 131 sont agencées en une superposition étagée de même nature que la superposition étagée des éléments de batterie 103, que les sorties de fluide de refroidissement 141 sont aussi agencées en une superposition étagée de même nature que la superposition étagée des éléments de batterie 103, et que les entrées de fluide de refroidissement 142 sont également agencées en une superposition étagée de même nature que la superposition étagée des éléments de batterie 103.
Les sorties de fluide diélectrique 131 sont agencées régulièrement le long de la rainure 134 correspondante. La paroi de fond de cette rainure s’étend parallèlement à la direction d’empilement Dp des éléments de batterie, de sorte que la profondeur de la rainure tend à diminuer entre chaque sortie de fluide diélectrique. Au niveau de chaque sortie de fluide, un épaulement 202 permet de former un palier d’augmentation de la profondeur de la rainure de manière à faciliter l’alimentation de la sortie de fluide qui débouche sur ce palier. Tel que cela est visible sur l’une des figures 8 à 10, à chaque palier formé par un épaulement 202 correspond une sortie de fluide diélectrique.
Il en résulte, si l’on regarde depuis l’intérieur du boîtier tel qu’illustré sur la figure 10, un agencement du canal d’entrée de fluide diélectrique 118 avec une pluralité de cheminée de sortie de fluide diélectrique 143 agencée parallèlement à la direction d’empilement Dp des éléments de batteries 103 et formant saillie vers l’intérieur de la première coquille depuis la rainure 134 correspondante. Cet agencement droit des cheminées au bout duquel sont disposées les sorties de fluide diélectrique permet un raccordement simple avec les connecteurs solidaires du condenseur qui vont être décrits ci-après.
De façon analogue à ce qui précède, les rainures 134 participant à former les canaux d’entrée, respectivement de sortie, de fluide de refroidissement comportent chacune des épaulement formant palier et des cheminées d’entrée 142, respectivement de sortie 144, de fluide de refroidissement agencées parallèlement à la direction d’empilement Dp des éléments de batteries 103.
Tel que cela est notamment visible sur les figures 9 et 10, les cheminées de sortie de fluide diélectrique 143, les cheminées de sortie de fluide de refroidissement 144 et les cheminées d’entrée de fluide de refroidissement 142 sont issues de matière de la première coquille 109a, en étant formées depuis la paroi de fond de chaque rainure 134 correspondante et les cheminées s’étendant le long d’un même canal sont décalées les unes par rapport aux autres de manière à permettre l’alimentation de chaque étage de circuit de fluide associé aux éléments de batterie. Plus particulièrement, les cheminées formées depuis la paroi de fond d’une même rainure s’étendent en étant plus ou moins éloignées de la portion de raccordement du répartiteur de fluide. La cheminée destinée à coopérer avec le circuit de fluide disposé au sommet de l’empilement des éléments de batterie est disposée plus à l’intérieur du boîtier, c’est à dire plus loin de la portion de raccordement par rapport à la deuxième direction D2 évoquée précédemment, que n’est disposée la cheminée destinée à coopérer avec le circuit de fluide disposé à la base de cet empilement. Cette configuration permet d’obtenir l’agencement droit des cheminées tel qu’il a été évoqué précédemment pour que les sorties de fluide diélectrique puissent être raccordées simplement aux connecteurs solidaires du condenseur. Bien entendu, la dimension des condenseurs d’un étage à l’autre est prévue de manière appropriée pour que les connecteurs soient disposés au droit des cheminées correspondantes.
Sur la figure 11, on a illustré plus particulièrement un étage d’éléments de batterie 103, pour rendre plus visible le condenseur 3, représenté ici dans un repère orthonormé Oxyz qui comprend un axe longitudinal Ox, un axe latéral Oy et un axe transversal Oz. Le condenseur 3 comprend une paroi principale 7 qui s’étend à l’intérieur d’un plan parallèle au plan Oxy. La paroi principale 7 est agencée sensiblement en un quadrilatère qui comporte deux extrémités longitudinales de la paroi principale 7a, 7b, opposées l’une à l’autre et ménagées à une première distance di l’une de l’autre, et deux extrémités latérales de la paroi principale 8a, 8b, opposées l’une à l’autre et ménagées à une deuxième distance d2 l’une de l’autre.
Selon l’exemple de réalisation illustré, le condenseur 3 comprend aussi trois parois secondaires 9a, 9b, 9c qui s’étendent respectivement dans un plan parallèle au plan Oyz. Parmi les trois parois secondaires 9a, 9b, 9c, on distingue une première paroi secondaire latérale 9a qui équipe une première extrémité longitudinale de la paroi principale 7a, une deuxième paroi secondaire latérale 9b qui équipe une deuxième extrémité longitudinale de la paroi principale 7b et une paroi secondaire intermédiaire 9c qui est interposée entre les parois secondaires latérales 9a, 9b en étant disposée ici à une égale distance de la première paroi secondaire latérale 9a et de la deuxième paroi secondaire latérale 9b.
La première paroi secondaire latérale 9a et la paroi secondaire intermédiaire 9c délimite avec une portion de la paroi principale 7 une première chambre 10a qui est destinée à recevoir un premier élément de batterie 103. La deuxième paroi secondaire latérale 9b et la paroi secondaire intermédiaire 9c délimite avec une autre portion de la paroi principale 7 une deuxième chambre 10b qui est destinée à recevoir un deuxième élément de batterie 103.
La paroi principale 7 loge le circuit de fluide de refroidissement 4 qui serpente à l’intérieur de la paroi principale 6, au-dessus de la première chambre 10a et au- dessus de la deuxième chambre 10b. Selon un mode de réalisation, le circuit de fluide de refroidissement 4 est ménagé dans une épaisseur de la paroi principale 6. Selon un autre mode de réalisation, la paroi principale 6 est formée de deux coques apposées l’une contre l’autre, au moins une coque comportant un bossage qui délimite une cavité formant le circuit de fluide de refroidissement 4. Dans ce cas-là, le circuit de fluide de refroidissement 4 est ménagé en relief de l’une des coques au moins. la paroi principale 7 comporte une première face 11a, supérieure sur la figure 11, qui est pourvue d'un connecteur d’arrivée de fluide diélectrique 23a, d’une arrivée de fluide de refroidissement 12a et d’une sortie de fluide de refroidissement 12b. L’arrivée de fluide de refroidissement 12a comporte un connecteur configuré pour permettre une admission du fluide de refroidissement 6 à l’intérieur du circuit de fluide de refroidissement 4 tandis que la sortie de fluide de refroidissement 12b comporte un connecteur configuré pour permettre une évacuation du fluide de refroidissement 6 hors du circuit de fluide de fluide de refroidissement 4. De façon analogue, l’arrivée de fluide diélectrique 23a comporte un connecteur configuré pour permettre une admission du fluide diélectrique 1 à l’intérieur du circuit de fluide diélectrique 5. Plus particulièrement, chacun de ces connecteurs, solidaires de la paroi principale du condenseur 3, communique fluidiquement avec la cheminée correspondante.
Dans le dispositif de refroidissement selon l’invention, chacun des connecteurs associés à un condenseur est disposé le long d’un même bord latéral du condenseur pour faciliter l’entrée et la sortie du fluide de refroidissement d’une part et l’entrée du fluide diélectrique d’autre part via un répartiteur de fluide unique.
On comprend qu’à partir d’une circulation du fluide de refroidissement 6 à l’intérieur du circuit de fluide de refroidissement 4, le fluide de refroidissement 6 refroidit la paroi principale 7 pour la maintenir à une température inférieure à une température de condensation du fluide diélectrique 1, ce qui garantit qu’à son contact, le fluide diélectrique 1 passe à l’état liquide. L’arrivée de fluide de refroidissement 12a et la sortie de fluide de refroidissement 12b sont ménagées à proximité d’une première extrémité latérale de la paroi principale 8a et le circuit de fluide de refroidissement 4 s’étend depuis l’arrivée de fluide de refroidissement 12a jusqu’à la sortie de fluide de refroidissement 12b.
La figure 12 illustre un exemple de réalisation d’un dispositif de stockage électrique 100 dans lequel les éléments de batteries 103 sont répartis en deux groupes 301, 302 d’éléments de batterie 103, dont un premier groupe 301 d’éléments de batteries 103 et un deuxième groupe 302 d’éléments de batteries 103 qui sont logés dans un même boîtier 101 à distance l’un de l’autre. Chaque groupe 301, 302 d’éléments de batterie 103 est équipé de l’ensemble des éléments décrits précédemment dans lequel deux dispositifs de refroidissement 2 sont prévus. Conformément à ce qui a été décrit précédemment, chaque dispositif de refroidissement 2 est associé à un groupe 301, 302 d’éléments de batterie 103 comprenant le boîtier 101 qui loge séparément les groupes 301, 302 d’éléments de batterie 103 agencés en étages 106a, 106b, et chaque dispositif de refroidissement 2 comporte un bac de récupération 108 agencé en fond du boîtier 101 correspondant pour récupérer le fluide diélectrique 1 pulvérisé à l’origine sur une pluralité d’étages 106a, 106b d’éléments de batterie 103.
Dans l’exemple illustré, les groupes 301, 302 d’éléments de batterie 103 sont agencés côte à côte, et un répartiteur de fluide 200’ est agencé entre ces deux groupes 301, 302 d’éléments de batterie 103. Le répartiteur de fluide 200’ mis en œuvre dans cet exemple de réalisation est conforme à ce qui a été précédemment décrit en ce qu’il permet de former, par coopération d’un capot 119 et de la première coquille 109a, chacun des canaux susceptibles d’être raccordés hydrauliquement aux circuits de fluide de refroidissement et de fluide diélectrique, chaque canal ainsi formé étant en connexion fluidique avec plusieurs étages d’éléments de batterie. Tel qu'illustré, ce répartiteur de fluide comporte ici une portion de raccordement commune prolongée par deux portions de distribution 130 à l’opposé l’une de l’autre, de sorte que chaque portion de distribution soit dédiée à chacun des groupes 301, 302 d’éléments de batterie 103. Là encore, la portion de raccordement 129 présente un profil en marche d’escalier et elle s’étend dans une zone du boîtier agencée entre les deux groupes de manière à former une zone de dégagement pour se conformer à un agencement particulier d’un véhicule automobile, sans que cela soit limitatif. L’exemple de la figure 12 est notamment intéressant en ce qu’il permet de comprendre qu’un dispositif de stockage électrique 100 peut comprendre plusieurs bacs de récupération 108 et plusieurs pompes 115 sans sortir du contexte de l’invention, dès lors que chaque bac de récupération 108 et chaque pompe associée 115 sont agencés pour récupérer le fluide diélectrique 1 pulvérisé sur plusieurs éléments de batterie 103 empilés les uns au-dessus des autres et au-dessus du bac de récupération considéré 108, les éléments de batteries 103 étant répartis en deux groupes 301, 302 d’éléments de batterie 103. Selon l’invention, le répartiteur de fluide regroupe dans des canaux distincts chacune des arrivées et sorties de fluide et permet leur distribution dans chaque étage de chaque groupe d’éléments de batterie.
Revendications
1. Dispositif de refroidissement (2) d’une pluralité d’éléments de batterie (103) d’un véhicule automobile, le dispositif de refroidissement (2) comprenant un boîtier (101) formé d’au moins une première coquille (109a) et une deuxième coquille (109b) délimitant conjointement une enceinte (102) qui loge :
- les éléments de batterie (103) agencés sur plusieurs étages (106a, 106b),
- une pluralité de condenseurs (3), un condenseur (3) étant affecté à un étage (106a, 106b) d’éléments de batterie (103), chaque condenseur (3) comprenant une paroi principale (7) comportant un circuit de fluide de refroidissement (4),
- une pluralité de circuits de fluide diélectrique (5), chaque circuit de fluide diélectrique (5) étant configuré pour projeter un fluide diélectrique (1) sur un étage (106a, 106b) d’éléments de batterie (103), dans lequel le dispositif de refroidissement (2) comprend un répartiteur de fluide (200, 200’) comportant au moins un canal d’entrée de fluide diélectrique (118) configuré pour être en communication fluidique avec chacun des circuits de fluide diélectrique (5), le répartiteur de fluide (200, 200’) étant configuré de sorte que le canal d’entrée de fluide diélectrique (118) est délimité au moins partiellement par au moins une des coquilles (109a, 109b) et un capot (119) disposé en recouvrement de ladite coquille.
2. Dispositif de refroidissement (2) selon la revendication 1, dans lequel le capot (119) comporte une portion de raccordement (129), dans laquelle le canal d’entrée de fluide diélectrique (118) s’étend selon une première direction principale (Di), et au moins une portion de distribution (130), dans laquelle le canal d’entrée de fluide diélectrique (118) s’étend sensiblement perpendiculairement à la première direction principale (Di) et sensiblement parallèlement à une direction d’empilement (Dp) des étages (106a, 106b) d’éléments de batterie (103).
3. Dispositif de refroidissement (2) selon la revendication 1, dans lequel les éléments de batteries (103) sont répartis en deux groupes (301, 302) d’éléments de batteries (103) agencés sur plusieurs étages (106a, 106b) et logés

Claims

dans le même boîtier (101), le répartiteur de fluide (200’) étant agencé entre les deux groupes (301, 302) d’éléments de batterie (103), et dans lequel le répartiteur de fluide (200’) est pourvu d’une portion de raccordement (129) commune à deux portions de distribution (130) disposées de part et d’autre de cette portion de raccordement, chaque portion de distribution (130) étant dédiée à l’un des groupes (301, 302) d’éléments de batterie (103), un canal d’entrée de fluide diélectrique dédié à l’alimentation en fluide d’un premier groupe étant formé de façon continue fluidiquement entre la portion de raccordement et une portion de distribution et un canal d’entrée de fluide diélectrique dédié à l’alimentation en fluide d’un deuxième groupe étant formé de façon continue fluidiquement entre la portion de raccordement et l’autre portion de distribution.
4. Dispositif de refroidissement (2) selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel le capot (119) et la première coquille (109a) sont configurées de manière à ce que le canal d’entrée de fluide diélectrique (118) soit délimité dans la portion de raccordement (129) par la combinaison de bossages (133) ménagés sur le capot (119) et d’une surface plane de la première coquille (109a) et dans la portion de distribution (130) par la combinaison de rainures (134) ménagées dans la première coquille et d’une surface plane du capot.
5. Dispositif de refroidissement (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le canal d’entrée de fluide diélectrique (118) comporte une pluralité de sorties de fluide diélectrique (131), chaque étage (106a, 106b) d’éléments de batteries (103) étant pourvu d’une sortie de fluide diélectrique (131) pour communiquer fluidiquement avec le canal d’entrée de fluide diélectrique.
6. Dispositif de refroidissement (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première coquille (109a) délimite avec le capot (119) au moins le canal d’entrée de fluide diélectrique (118) et la deuxième coquille (109b) est pourvue d’un bac de récupération (108) du fluide diélectrique (1), ledit bac de récupération (108) étant relié au canal d’entrée de fluide diélectrique (118) par l’intermédiaire d’une conduite de recirculation (114). 7- Dispositif de refroidissement (2) selon la revendication précédente, dans lequel la conduite de recirculation (114) est externe au boîtier (101) et est pourvue d’une pompe (115).
8. Dispositif de refroidissement (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le capot (119) est pourvu, au niveau d’une jointure entre les deux coquilles, d’au moins un embout de fluide diélectrique (117) qui est relié au bac de récupération par l’intermédiaire de la conduite de recirculation (114) et qui équipe le canal d’entrée de fluide diélectrique (118).
9. Dispositif de refroidissement (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le canal d’entrée de fluide diélectrique (118) comporte une pluralité de cheminées de sortie de fluide diélectrique (143) formant saillie d’une face interne (140) de la première coquille (109a), en direction de l’intérieur de l’enceinte (102), et dont une extrémité forme une sortie de fluide diélectrique apte à communiquer à chacun des étages (106a, 106b) d’éléments de batterie (103) avec un connecteur pour l’alimentation en fluide diélectrique (1) du circuit de fluide diélectrique correspondant.
10. Dispositif de refroidissement (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le répartiteur de fluide (200) comporte en outre au moins partiellement un canal d’entrée de fluide de refroidissement (120) et un canal de sortie de fluide de refroidissement (121) configurés pour être respectivement en communication fluidique avec chacun des circuits de fluide de refroidissement (4), le répartiteur de fluide (200) étant configuré de sorte que chacun de ces canaux est délimité au moins partiellement par une même coquille (109a, 109b) et le capot (119) disposé en recouvrement de ladite coquille.
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