WO2021105579A1 - Dispositif de refroidissement comportant des canaux de circulation d'un fluide de refroidissement - Google Patents

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WO2021105579A1
WO2021105579A1 PCT/FR2020/052036 FR2020052036W WO2021105579A1 WO 2021105579 A1 WO2021105579 A1 WO 2021105579A1 FR 2020052036 W FR2020052036 W FR 2020052036W WO 2021105579 A1 WO2021105579 A1 WO 2021105579A1
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WO
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cooling device
cooling
housing
thermoregulatory
bottom wall
Prior art date
Application number
PCT/FR2020/052036
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Inventor
Quentin NAVARRE
Sergio Da Costa Pito
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a cooling device for a component capable of giving off heat, in particular a battery module.
  • the electric energy storage cells are interconnected so as to create an electric generator of the desired voltage and capacity, and positioned in a battery module, also called a "module ".
  • a battery module also called a "module ".
  • Several interconnected modules form the vehicle battery.
  • these modules are enclosed in a rigid and waterproof protective case, usually made of metal, which protects the modules from the external environment.
  • the protective case and the modules form an assembly generally called a battery pack.
  • An electric battery of an electric or hybrid vehicle is required to undergo significant heating phases which are liable to alter the capacities of said battery and impair its proper functioning. These phases can, for example, be encountered when recharging the battery or during periods of intensive driving of the vehicle. It is therefore necessary to cool an electric battery on board a vehicle quickly and efficiently, so that it can maintain optimized efficiency at all times.
  • thermal regulation device namely: (1) a first technique according to which the thermal regulation device is formed of a plurality of tubes each having channels in which a fluid circulates coolant so as to form heat exchange zones, or (2) a second technique according to which the thermal regulation device is formed of two stamped plates delimiting, when they are assembled, channels for the circulation of a heat transfer fluid of so as to form heat exchange zones.
  • a first technique according to which the thermal regulation device is formed of a plurality of tubes each having channels in which a fluid circulates coolant so as to form heat exchange zones or (2) a second technique according to which the thermal regulation device is formed of two stamped plates delimiting, when they are assembled, channels for the circulation of a heat transfer fluid of so as to form heat exchange zones.
  • Such devices have the drawback of being complex to implement, in particular because of the multiplicity of parts involved.
  • Another drawback lies in the fact that the space allocated for receiving the battery modules within the battery pack is reduced due to the presence of the thermal regulation device and the number of fluidic connections necessary for its implementation.
  • the invention provides a cooling device for a component capable of releasing heat during its operation which is simplified, reliable and efficient, while being compact.
  • the subject of the invention is a cooling device for at least one component capable of releasing heat during its operation, in particular for a battery module, comprising at least one channel for circulating a cooling fluid, at the at least one face of said channel being delimited by a bottom wall of a case, and at least one other face of said channel being delimited by an additional rib, said rib projecting from the bottom wall of the case.
  • the cooling fluid circulation channel is delimited on at least one face by a bottom wall of a case and on at least one other face by an additional rib projecting from said bottom wall of said case.
  • the channels are directly formed in said housing which allows a significant space saving compared to the devices described in the prior art.
  • the delimitation of the channel by at least one additional rib projecting from the bottom wall of the case makes it possible to form channels without having to go through a complex step of preforming the case, which could on the one hand weaken the entire device. , and secondly to limit the number of channels that can be formed in the wall of the housing.
  • the device according to the invention may have a large number of channels to optimize the cooling of the elements liable to give off heat during their operation, while being reinforced.
  • the case comprises a composite material, with a thermoplastic resin matrix.
  • the case thus presents rigidity and sufficient mechanical strength to protect components liable to give off heat during their operation, such as battery modules, while being relatively light.
  • the additional rib is molded onto the back wall of the housing.
  • the overmolding of the additional rib to the back wall of the case ensures excellent adhesion of said additional rib to the back wall of the case, and therefore optimum sealing of the circulation channels.
  • the rib comprises at least one plastic material. In another embodiment of the invention, the rib comprises at least one composite material. Thus the rib has sufficient rigidity and mechanical strength to protect the components liable to give off heat during their operation, and ensures effective sealing.
  • the rib has a longitudinal shape.
  • the cooling device comprises at least two additional ribs parallel to each other over at least part of their length.
  • thermoregulatory element another face of the channel for circulating a cooling fluid is delimited by a thermoregulatory element.
  • This thermoregulatory element preferably has a thermal conductivity of between 1500 W-rrr 1 -K _1 and 6000 W-rrr 1 -K _1
  • the thermoregulatory element comprises a metal plate, in particular aluminum.
  • thermoregulatory element is in the form of a plate covering the circulation channel of a cooling fluid, said channel being delimited on at least one face by a bottom wall of the housing, and on at least one other face by at least one additional rib projecting from the bottom wall of the housing, said thermoregulatory element thus closing said circulation channel for a cooling fluid.
  • the thermoregulating element is intended to be in direct or indirect contact with the elements liable to release heat during their operation, such as battery modules, so as to ensure thermal exchanges between the cooling fluid circulating in the circulation channel of a cooling fluid and the elements liable to give off heat during their operation, such as modules battery.
  • the additional rib is attached to the thermoregulatory element by a fastening means.
  • this fixing means is an adhesive.
  • the fixing means is a metal weld.
  • the attachment means is a metal-plastic weld. This fixing means is waterproof.
  • the additional rib is attached to the thermoregulatory element by gluing.
  • the additional rib is attached to the temperature control element by welding.
  • thermoregulatory element is pretreated.
  • this pretreatment is a mechanical pretreatment, such as abrasion.
  • this pretreatment is a chemical pretreatment, in particular an acid bath or the application of an adherent coating.
  • this pretreatment is an optical pretreatment, in particular a laser pretreatment. This pre-treatment makes it possible in particular to strengthen the connection of the additional rib to the thermoregulatory element.
  • the cooling device comprises a thermal conduction element adjacent to the thermoregulatory element.
  • This thermal conduction element makes it possible on the one hand to maintain mechanically in contact the thermoregulatory element and the elements liable to release heat during their operation, on the other hand to have a contact and a homogeneous thermal conduction between the thermoregulating element and elements liable to give off heat during their operation.
  • the thermal conduction element is preassembled with the thermoregulatory element.
  • the thermal conduction element is a thermal paste.
  • the thermal conduction element can for example comprise silicone and at least one thermally conductive component such as a metal or ceramic.
  • the thermal conduction element comprises at least one material chosen from an epoxy resin, an acrylic, charcoal, and at least one polyamide. By its chemical composition, the thermal conduction element facilitates heat exchange.
  • the cooling fluid comprises glycol water.
  • the cooling fluid comprises a dielectric fluid, in particular an oil.
  • the invention also relates to an assembly comprising:
  • At least one component liable to give off heat during operation such as a battery module
  • At least one cooling device as described above, the component capable of giving off heat being placed in the housing of said cooling device.
  • FIG. 1 is a partial sectional view of a cooling device according to the invention.
  • Components liable to release heat during their operation are housed in a housing 6 and thermally regulated by a temperature cooling device 1.
  • cooling 5 these circulation channels 5 each being delimited on one of their faces by the bottom wall 7 of the housing 6, on two other faces by two additional ribs 9 projecting from the wall of bottom 7 of the housing 6.
  • another face of the channels is delimited by a thermoregulatory element 4 which closes the circulation channel 5 formed by the bottom wall 7 of the housing 6 and by the additional ribs 9.
  • the additional ribs 9 are here fixed to the thermoregulatory element by a fixing means 8 which is waterproof.
  • the elements capable of giving off heat 2 are arranged on the thermoregulatory element 4 with the interposition of a thermal conduction element 3.
  • the housing 6 comprises a composite material with a thermoplastic resin matrix loaded with glass fibers.
  • the bottom wall 7 of the housing 6 therefore also comprises a composite material with a thermoplastic resin matrix.
  • the bottom wall 7 of the housing 6 is of planar shape and the additional ribs 9 projecting from this bottom wall 7 form the channels for the circulation of the cooling fluid 5 with the bottom wall 7.
  • These additional ribs 9 are in this example overmolded on the bottom wall 7 of the housing 6.
  • the additional ribs 9 comprise in this example a plastic material which is waterproof, they can comprise, as a variant, a composite material.
  • the additional ribs 9 are all of the same length, which makes it possible to have channels for the circulation of a cooling fluid 5 of uniform height.
  • thermoregulatory element 4 comprises in this example an aluminum plate.
  • the additional ribs 9 are fixed to the thermoregulatory element 4 by a fixing means 8 which is for example an adhesive when the additional rib 9 is fixed to the thermoregulatory element by gluing.
  • This fixing means 8 can also be a metal weld, in particular when the additional rib is fixed to the thermoregulatory element by welding.
  • This fixing means 8 can also be a metal-plastic weld, in particular when the additional rib is fixed to the thermoregulatory element by welding.
  • the welding is for example carried out by heating zones of the plastic material of the additional rib 9 then by applying the heated zones of the plastic material of the additional rib 9 against the thermoregulatory element 4 comprising a plate made of aluminum with a certain pressure, until the plastic material of the additional rib 9 cools, so that a solid bond is formed between the thermoregulating element 4 and the additional rib 9, thus forming the fixing means 8.
  • thermoregulatory element 4 can be pretreated with a chemical, optical or mechanical pretreatment, in particular to strengthen the attachment of the additional rib 9 to the thermoregulatory element 4.
  • the cooling device 1 comprises a thermal conduction element 3 adjacent to the thermoregulatory element 4.
  • This thermal conduction element 3 ensures homogeneous contact and thermal conduction between the thermoregulatory element 4 and the elements. liable to give off heat during their operation 2. Thus, the temperature of the elements liable to give off heat during their operation 2 is regulated.
  • This thermal conduction element 3 can be pre-assembled with the thermoregulatory element 4.
  • the thermal conduction element 3 is a thermal paste.
  • This thermal paste comprises silicone and a thermally conductive component, such as ceramic or a metal.
  • the thermal paste can comprise at least one material chosen from an epoxy resin, an acrylic, charcoal and at least one polyamide.
  • the cooling fluid comprises glycol water.
  • the housing 6 receives a plurality of battery modules placed on the aluminum plates 4 with the interposition of the thermal paste 3.
  • Modules 2 are arranged in parallel rows.
  • the ribs 9 each have a longitudinal shape. These ribs 9 are mutually parallel over a major part of their length. The ribs 9 are at least the same for some of them.

Abstract

L'invention concerne un dispositif de refroidissement (1) pour au moins un composant susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement (2), notamment pour un module de batterie, comprenant au moins un canal de circulation d'un fluide de refroidissement (5), caractérisé en ce qu'au moins une face dudit canal (5) est délimitée par une paroi de fond (7) d'un boitier (6), et en ce qu'au moins une autre face dudit canal de circulation d'un fluide de refroidissement (5) est délimitée par une nervure additionnelle (9), cette nervure additionnelle (9) faisant saillie sur la paroi de fond (7) du boitier (6).

Description

DESCRIPTION
TITRE DE L'INVENTION : DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT COMPORTANT DES CANAUX DE CIRCULATION D’UN FLUIDE DE REFROIDISSEMENT
[1] L'invention se rapporte à un dispositif de refroidissement pour un composant susceptible de dégager de la chaleur, notamment un module de batterie.
[2] Dans le domaine des véhicules électriques et hybrides, les cellules de stockage d'énergie électrique sont reliées entre elles de façon à créer un générateur électrique de tension et de capacité désirée, et positionnées dans un module de batterie, aussi appelé « module ». Plusieurs modules reliés entre eux forment la batterie du véhicule. Généralement, ces modules sont enfermés dans un boîtier de protection rigide et étanche, généralement en métal, qui protège les modules de l’environnement extérieur. Le boîtier de protection et les modules forment un ensemble généralement appelé pack batterie.
[3] Une batterie électrique d'un véhicule électrique ou hybride, est amenée à subir des phases de chauffage importantes qui sont susceptibles d'altérer les capacités de ladite batterie et de nuire à son bon fonctionnement. Ces phases peuvent, par exemple, être rencontrées lors de la recharge de la batterie ou lors de périodes de roulage intensives du véhicule. Il est donc nécessaire de refroidir rapidement et efficacement une batterie électrique embarquée dans un véhicule, afin qu'elle puisse conserver à tout instant une efficacité optimisée.
[4] Des techniques classiques permettent de fabriquer/obtenir un dispositif de régulation thermique, à savoir : (1) une première technique selon laquelle le dispositif de régulation thermique est formé d’une pluralité de tubes présentant chacun des canaux dans lesquels circule un fluide caloporteur de sorte à former des zones d’échanges thermiques, ou (2) une seconde technique selon laquelle le dispositif de régulation thermique est formé de deux plaques embouties délimitant, lorsqu’elles sont assemblées, des canaux de circulation d’un fluide caloporteur de sorte à former des zones d’échanges thermiques. Toutefois, de tels dispositifs présentent l'inconvénient d'être complexe à mettre en oeuvre, en raison notamment de la multiplicité des pièces impliquées. Un autre inconvénient réside dans le fait que l’espace alloué à la réception des modules de batterie au sein du pack batterie est réduit du fait de la présence du dispositif de régulation thermique et du nombre de connexions fluidiques nécessaires pour sa mise en oeuvre.
[5] Ainsi la puissance et l’autonomie électrique du véhicule ne sont pas optimisées.
[6] L’invention propose un dispositif de refroidissement pour un composant susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement qui est simplifié, fiable et efficace, tout en étant peu encombrant.
[7] L’invention a pour objet un dispositif de refroidissement pour au moins un composant susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour module de batterie, comprenant au moins un canal de circulation d’un fluide de refroidissement, au moins une face dudit canal étant délimitée par une paroi de fond d’un boitier, et au moins une autre face dudit canal étant délimitée par une nervure additionnelle, ladite nervure faisant saillie sur la paroi de fond du boitier.
[8] Ainsi, le canal de circulation du fluide de refroidissement est délimité sur au moins une face par une paroi de fond d’un boitier et sur au moins une autre face par une nervure additionnelle faisant saillie sur ladite paroi de fond dudit boitier. De cette manière, les canaux sont directement formés dans ledit boitier ce qui permet un gain d’espace important par rapport aux dispositifs décrits dans l’art antérieur. La délimitation du canal par au moins une nervure additionnelle faisant saillie sur la paroi du fond du boitier permet de former des canaux sans avoir besoin de passer par une étape complexe de préformage du boitier, qui pourrait d’une part affaiblir l’ensemble du dispositif, et d’autre part limiter le nombre de canaux pouvant être formés dans la paroi du boitier. De plus, cela permet de renforcer la structure du dispositif de refroidissement en augmentant localement l’inertie et donc la raideur et la résistance du dispositif de refroidissement. Ainsi, le dispositif selon l’invention peut présenter un nombre important de canaux pour optimiser le refroidissement des éléments susceptibles de dégager de la chaleur lors de leur fonctionnement, tout en étant renforcé.
[9] Selon un aspect de l’invention, le boitier comprend un matériau composite, avec une matrice en résine thermoplastique. Le boitier présente ainsi une rigidité et une tenue mécanique suffisantes pour protéger les composants susceptibles dégager de la chaleur lors de leur fonctionnement, tels que les modules de batterie, tout en étant relativement léger.
[10] Selon un autre aspect de l’invention, la nervure additionnelle est surmoulée sur la paroi de fond du boîtier. Le surmoulage de la nervure additionnelle à la paroi de fond du boîtier assure une excellente adhésion de ladite nervure additionnelle à la paroi de fond du boîtier, et donc une étanchéité optimale des canaux de circulation.
[11] Dans un autre aspect selon l’invention, la nervure comprend au moins un matériau plastique. Dans un autre mode de réalisation de l’invention, la nervure comprend au moins un matériau composite. Ainsi la nervure présente une rigidité et une tenue mécanique suffisantes pour protéger les composants susceptibles dégager de la chaleur lors de leur fonctionnement, et assure une étanchéité efficace.
[12] Dans un aspect selon l’invention, la nervure a une forme longitudinale. Selon un aspect de l’invention, le dispositif de refroidissement comprend au moins deux nervures additionnelles parallèles entre elles sur au moins une partie de leur longueur.
[13] Dans un aspect selon l’invention, une autre face du canal de circulation d’un fluide de refroidissement est délimitée par un élément thermorégulateur. Cet élément thermorégulateur présente de préférence une conductivité thermique comprise entre comprise entre 1500 W-rrr1-K_1 et 6000 W-rrr1-K_1 De préférence, l’élément thermorégulateur comprend une plaque en métal, notamment en aluminium.
[14] Selon un aspect de l’invention, ledit élément thermorégulateur se présente sous la forme d’une plaque recouvrant le canal de circulation d’un fluide de refroidissement, ledit canal étant délimité sur au moins une face par une paroi de fond du boîtier, et sur au moins une autre face par au moins une nervure additionnelle faisant saillie sur la paroi de fond du boîtier, ledit élément thermorégulateur fermant ainsi ledit canal de circulation d’un fluide de refroidissement. L’élément thermorégulateur est destiné à être en contact direct ou indirect avec les éléments susceptibles de dégager de la chaleur lors de leur fonctionnement, tels que les modules de batterie, de sorte à assurer les échanges thermiques entre le fluide de refroidissement circulant dans le canal de circulation d’un fluide de refroidissement et les élément susceptibles de dégager de la chaleur lors de leur fonctionnement tels que des modules de batterie.
[15] Selon un aspect de l’invention, la nervure additionnelle est fixée à l’élément thermorégulateur par un moyen de fixation. Dans un mode de réalisation particulier, ce moyen de fixation est une colle. Dans un autre moyen de réalisation de l’invention, le moyen de fixation est une soudure métal. Dans un autre moyen de réalisation de l’invention, le moyen de fixation est une soudure métal-plastique. Ce moyen de fixation est étanche.
[16] Dans un mode de réalisation, la nervure additionnelle est fixée à l’élément thermorégulateur par collage.
[17] Dans un autre mode de réalisation, la nervure additionnelle est fixée à l’élément thermorégulateur par soudage.
[18] Dans un mode de réalisation particulier, l’élément thermorégulateur est prétraité. Dans un aspect selon l’invention, ce prétraitement est un prétraitement mécanique, tel qu’une abrasion. Selon un autre aspect de l’invention, ce prétraitement est un prétraitement chimique, notamment un bain d’acide ou l’application d’un revêtement adhérent. Selon un autre aspect de l’invention, ce prétraitement est un prétraitement optique, notamment un prétraitement laser. Ce prétraitement permet notamment de renforcer la liaison de la nervure additionnelle à l’élément thermorégulateur.
[19] Selon un aspect de l’invention, le dispositif de refroidissement comprend un élément de conduction thermique adjacent à l’élément thermorégulateur. Cet élément de conduction thermique permet d’une part de maintenir mécaniquement en contact l’élément thermorégulateur et les éléments susceptibles de dégager de la chaleur lors de leur fonctionnement, d’autre part d’avoir un contact et une conduction thermique homogènes entre l’élément thermorégulateur et les éléments susceptibles de dégager de la chaleur lors de leur fonctionnement.
[20] Selon un mode de réalisation particulier, l’élément de conduction thermique est préassemblé avec l’élément thermorégulateur. [21] Selon un aspect de l’invention, l’élément de conduction thermique est une pâte thermique. L’élément de conduction thermique peut par exemple comprendre du silicone et au moins un composant conducteur thermiquement tel qu’un métal ou de la céramique. En variantes, l’élément de conduction thermique comprend au moins un matériau choisi parmi une résine époxy, un acrylique, du charbon, et au moins un polyamide. Par sa composition chimique, l’élément de conduction thermique facilite les échanges thermiques.
[22] Selon un aspect de l’invention, le fluide de refroidissement comprend une eau glycolée. Dans un autre mode de réalisation, le fluide de refroidissement comprend un fluide diélectrique, notamment une huile.
[23] L’invention porte également sur un ensemble comprenant :
- Au moins un composant susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, tel qu’un module de batterie,
- Au moins un dispositif de refroidissement tel que décrit précédemment, le composant susceptible de dégager de la chaleur étant disposé dans le boîtier dudit dispositif de refroidissement.
[24] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés.
[25] La [Fig. 1] est une vue en coupe partielle d’un dispositif de refroidissement selon l’invention.
[26] Des composants susceptibles de dégager de la chaleur lors de leur fonctionnement 2, tels que des modules de batterie, sont logés dans un boîtier 6 et régulés thermiquement par un dispositif de refroidissement de la température 1.
[27] On a représenté sur la figure 1 un dispositif de refroidissement 1 pour au moins un composant susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement 2, ici pour un module de batterie, qui comprend plusieurs canaux de circulation d’un fluide de refroidissement 5, ces canaux de circulation 5 étant délimités chacun sur une de leurs faces par la paroi de fond 7 du boîtier 6, sur deux autres faces par deux nervures additionnelles 9 faisant saillie sur la paroi de fond 7 du boîtier 6. Dans cet exemple, une autre face des canaux est délimitée par un élément thermorégulateur 4 qui vient fermer le canal de circulation 5 formé par la paroi de fond 7 du boîtier 6 et par les nervures additionnelles 9. Les nervures additionnelles 9 sont ici fixées à l’élément thermorégulateur par un moyen de fixation 8 qui est étanche. Dans cet exemple, les éléments susceptibles de dégager de la chaleur 2 sont disposés sur l’élément thermorégulateur 4 avec interposition d’un élément de conduction thermique 3.
[28] Dans cet exemple, le boîtier 6 comprend un matériau composite avec une matrice en résine thermoplastique chargée avec des fibres de verre. La paroi de fond 7 du boîtier 6 comprend donc également un matériau composite avec une matrice en résine thermoplastique. La paroi de fond 7 du boîtier 6 est de forme plane et les nervures additionnelles 9 en faisant saillie sur cette paroi de fond 7 forment les canaux de circulation du fluide de refroidissement 5 avec la paroi de fond 7. Ces nervures additionnelles 9 sont dans cet exemple surmoulées à la paroi de fond 7 du boîtier 6. Les nervures additionnelles 9 comprennent dans cet exemple un matériau plastique qui est étanche, elles peuvent comprendre, en variante, un matériau composite. Les nervures additionnelle 9 sont toutes de même longueur, ce qui permet d’avoir des canaux de circulation d’un fluide de refroidissement 5 d’une hauteur uniforme.
[29] Comme dit précédemment, dans cet exemple une face du canal de circulation d’un fluide de refroidissement 5 est délimitée par un élément thermorégulateur 4. L’élément thermorégulateur 4 comprend dans cet exemple une plaque en aluminium. Les nervures additionnelles 9 sont fixées à l’élément thermorégulateur 4 par un moyen de fixation 8 qui est par exemple une colle lorsque la nervure additionnelle 9 est fixée à l’élément thermorégulateur par collage. Ce moyen de fixation 8 peut aussi être une soudure métal, notamment lorsque la nervure additionnelle est fixée à l’élément thermorégulateur par soudage. Ce moyen de fixation 8 peut aussi être une soudure métal-plastique, notamment lorsque la nervure additionnelle est fixée à l’élément thermorégulateur par soudage. Dans ce cas, la soudure est par exemple réalisée par chauffage de zones du matériau plastique de la nervure additionnelle 9 puis par application des zones chauffées du matériau plastique de la nervure additionnelle 9 contre l'élément thermorégulateur 4 comprenant une plaque en aluminium avec une certaine pression, jusqu'à refroidissement du matériau plastique de la nervure additionnelle 9, de sorte à ce qu’un lien solide se forme entre l’élément thermorégulateur 4 et la nervure additionnelle 9, formant ainsi le moyen de fixation 8.
[30] Dans cet exemple, l’élément thermorégulateur 4 peut être prétraité avec un prétraitement chimique, optique ou mécanique notamment pour renforcer la fixation de la nervure additionnelle 9 à l’élément thermorégulateur 4.
[31] Dans cet exemple, le dispositif de refroidissement 1 comprend un élément de conduction thermique 3 adjacent à l’élément thermorégulateur 4. Cet élément de conduction thermique 3 assure un contact et une conduction thermique homogènes entre l’élément thermorégulateur 4 et les éléments susceptibles de dégager de la chaleur lors de leur fonctionnement 2. Ainsi, la température des éléments susceptibles de dégager de la chaleur lors de leur fonctionnement 2 est régulée.
[32] Cet élément de conduction thermique 3 peut être préassemblé avec l’élément thermorégulateur 4. Selon l’exemple, l’élément de conduction thermique 3 est une pâte thermique. Cette pâte thermique comprend du silicone et un composant conducteur thermiquement, tel que de la céramique ou un métal. En variantes, la pâte thermique peut comprendre au moins un matériau choisi parmi une résine époxy, un acrylique, du charbon et au moins un polyamide.
[33] Avantageusement, le fluide de refroidissement comprend de l’eau glycolée.
[34] Le boîtier 6 reçoit dans l’exemple décrit, une pluralité de modules de batterie posés sur les plaque en aluminium 4 avec interposition de la pâte thermique 3.
[35] Les modules 2 sont disposés selon des rangées parallèles.
[36] Les nervures 9 présentent chacune une forme longitudinale. Ces nervures 9 sont parallèles entre elles sur une majeure partie de leur longueur. Les nervures 9 sont identiques au moins pour certaines d’entre elles.
[37] Sur la figure 1 , est également représenté un ensemble comprenant :
- Plusieurs modules de batterie 2, Un dispositif de refroidissement 1 tel que décrit précédemment, les modules de batterie étant disposés dans le boitier 6 du dispositif de refroidissement 1.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Dispositif de refroidissement (1) pour au moins un composant susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement (2), notamment pour un module de batterie, comprenant au moins un canal de circulation d’un fluide de refroidissement (5), caractérisé en ce qu’au moins une face dudit canal (5) est délimitée par une paroi de fond (7) d’un boitier (6), et en ce qu’au moins une autre face dudit canal de circulation d’un fluide de refroidissement (5) est délimitée par une nervure additionnelle (9), ladite nervure additionnelle (9) faisant saillie sur la paroi de fond (7) du boitier (6).
[Revendication 2] Dispositif de refroidissement selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le boitier (6) comprend un matériau composite, avec une matrice en résine thermoplastique.
[Revendication 3] Dispositif de refroidissement selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la nervure additionnelle (9) est surmoulée sur la paroi de fond (7) du boitier (6).
[Revendication 4] Dispositif de refroidissement selon l’une des revendication 1 à 3, caractérisé en ce qu’une autre face du canal de circulation d’un fluide de refroidissement (5) est délimitée par un élément thermorégulateur (4).
[Revendication 5] Dispositif de refroidissement selon la revendication 4, caractérisé en ce que l’élément thermorégulateur (4) comprend une plaque en métal, notamment en aluminium.
[Revendication 6] Dispositif de refroidissement selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la nervure additionnelle (9) est fixée à l’élément thermorégulateur (4) par un moyen de fixation (8).
[Revendication 7] Dispositif de refroidissement selon l’une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend un élément de conduction thermique (3) adjacent à l’élément thermorégulateur (4).
[Revendication 8] Dispositif de refroidissement selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend au moins deux nervures additionnelles 9 parallèles entre elles sur au moins une partie de leur longueur.
[Revendication 9] Ensemble comprenant :
- Au moins un composant susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement (2), tel qu’un module de batterie,
- Au moins un dispositif de refroidissement (1 ) selon l’une des revendications 1 à 8, le composant susceptible de dégager de la chaleur (2) étant disposé dans le boitier (6) dudit dispositif de refroidissement (1).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102012012663A1 (de) * 2012-06-23 2013-12-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Gehäuse für eine Betriebseinrichtung, insbesondere für ein Batteriepaket einer Fahrzeugantriebsbatterie
DE102017220862A1 (de) * 2017-11-22 2019-05-23 Audi Ag Verfahren zum Herstellen eines Kühlsystems
DE102017221347A1 (de) * 2017-11-28 2019-05-29 Thyssenkrupp Ag Hybridbauteil mit Temperierraum

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012012663A1 (de) * 2012-06-23 2013-12-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Gehäuse für eine Betriebseinrichtung, insbesondere für ein Batteriepaket einer Fahrzeugantriebsbatterie
DE102017220862A1 (de) * 2017-11-22 2019-05-23 Audi Ag Verfahren zum Herstellen eines Kühlsystems
DE102017221347A1 (de) * 2017-11-28 2019-05-29 Thyssenkrupp Ag Hybridbauteil mit Temperierraum

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