WO2022214573A1 - Composant electrique et/ou electronique pour un systeme electronique comprenant une pluralite de moyens de traitement thermique - Google Patents

Composant electrique et/ou electronique pour un systeme electronique comprenant une pluralite de moyens de traitement thermique Download PDF

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Cedric De Vaulx
Kamel Azzouz
Jeremy Blandin
Yolanda Bravo
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the first heat treatment means and the second heat treatment means can thus regulate the temperature of the electrical and/or electronic component
  • the inner wall and the outer wall of the structure which makes it possible to protect and, if necessary, to electrically isolate the electrical and/or electronic component, are sufficiently spaced from each other so that the first processing means heat and the second heat treatment means can be at least partially placed there. Both of the heat treatment means make it possible to participate in increasing or decreasing the temperature of the electrical and/or electronic component as a function of the heat treatment means activated. The electrical and/or electronic component is therefore maintained at a temperature suitable for its correct operation.
  • the present invention proposes an electrical and/or electronic component in the form of an electrical storage device for an electronic system in the form of a battery, the electrical storage device comprising at least one electrical storage core configured to supply electrical energy to the battery, and a structure housing the electrical storage core, the structure being defined by an internal wall and an external wall separated from each other by a space, characterized in that the electrical storage system comprises at least a first heat treatment means and at least a second heat treatment means arranged within the space of the structure and able to regulate the temperature of the electrical storage core.
  • the first heat treatment means and the second heat treatment means can thus regulate the temperature of the electrical storage core so that the latter is within a temperature range making it possible to ensure optimal operation of the electrical storage device, which results , in particular in a case of application to an electric or hybrid vehicle battery, an improvement in the operating power, the recharging capacity and the battery autonomy.
  • the electrical storage core makes it possible to accumulate the energy received, for example during electrical charging of the electrical or electronic device.
  • the electric storage core can thus for example correspond to a rechargeable electric battery cell. Subsequently, when the electrical or electronic device is in operation, the electrical storage core transmits the accumulated electrical energy to the electric motor in order to participate in the operation of the electrical or electronic device.
  • the structure of the electrical storage device makes it possible in particular to protect the electrical storage core and to electrically isolate it.
  • the structure can be of various shapes, provided that the shape of the structure at least partially matches the electrical storage core.
  • the internal wall is oriented towards the electrical storage core while the external wall is oriented towards an environment external to the electrical storage device.
  • the electrical and/or electronic component comprises a control module capable of activating the first means heat treatment or the second heat treatment means selectively.
  • the control module is capable of activating or deactivating the first heat treatment means or the second heat treatment means in order to heat or cool the electric and/or electronic component.
  • the control module performs these operations selectively, that is to say by activating only one of the two heat treatment means at a time, depending on the detected temperature and the type of heat treatment required.
  • the detected temperature of the electrical and/or electronic component can in particular result from a measurement by a temperature sensor configured to communicate the result of the measurement to the control module.
  • the control module is configured to activate the first heat treatment means so as to maintain the temperature of the electrical and/or electronic component below a maximum temperature threshold.
  • the first heat treatment means makes it possible to cool the electrical and/or electronic component, where applicable of the electrical storage core when the electrical and/or electronic component is formed by an electrical storage device as mentioned above.
  • the maximum temperature threshold is a maximum limit temperature before the operation of the electrical and/or electronic component decreases in efficiency.
  • the maximum temperature threshold can for example be 40°C.
  • the first heat treatment means is activated in order to cool the electrical and/or electronic component, by example the electrical storage core, so that the temperature of the latter again becomes lower than the maximum temperature threshold.
  • the control module is configured to activate the second heat treatment means so as to maintain the temperature of the electrical and/or electronic component above a minimum temperature threshold.
  • the second way to heat treatment makes it possible to heat the electrical and/or electronic component, where appropriate the electrical storage core when the electrical and/or electronic component is formed by an electrical storage device as mentioned above. Raising the temperature of the electrical and/or electronic component is useful for example when starting up the electronic system, where the electrical and/or electronic component must be at a relatively high temperature to operate correctly. Furthermore, if the ambient temperature is very low, it is possible that it is necessary to increase the temperature of the electrical and/or electronic component.
  • the minimum temperature threshold can for example be 20°C.
  • the second heat treatment means is activated in order to heat the electrical and/or electronic component so that the temperature of the latter again becomes higher than the minimum temperature threshold.
  • the structure comprises a first compartment and a second compartment participating respectively in forming the first heat treatment means and the second heat treatment means, the two compartments being distinct from each other in such a way to be traversed by respectively a first fluid and a second fluid.
  • a configuration constitutes a first embodiment of the electrical and/or electronic component, or electrical storage device according to an example of the invention, which consists in regulating the temperature of the electrical and/or electronic component via the circulation of the first fluid allowing to decrease the temperature of the electrical and/or electronic component or of the second fluid making it possible to increase the temperature of the electrical and/or electronic component.
  • the fluids may in particular be coolant, for example glycol water, or refrigerant fluid, for example 1234YF or 134A.
  • the fluid is intended to have a liquid phase during its operation.
  • the two compartments can be arranged so as to have the same volume, with equivalent capacities for cooling or heating the electrical and/or electronic component, or else so as to have a different volume.
  • the first compartment may have a larger volume in the situation where the intended use of the electrical and/or electronic component requires greater cooling properties than the heating properties, and it may have a smaller volume. than that of the second compartment, in the situation where the envisaged use of the electrical and/or electronic component requires heating properties that are greater than the cooling properties.
  • the first heat treatment means comprises a plurality of microfibers arranged in the space of the structure, said microfibers being configured to be traversed by a cooling fluid.
  • the microfibers can be connected to a cooling fluid circuit and divide in order to be distributed within the space of the structure.
  • the coolant may for example have the same properties as those of the first fluid of the first embodiment, the main thing being that it can lower the temperature of the electrical and/or electronic component by circulating within the microfibers.
  • the second heat treatment means comprises a plurality of microfibers arranged in the space of the structure, said microfibers being configured to be traversed by a heating fluid.
  • the structure of the microfibers of the second heat treatment means is similar to that of the microfibers of the first heat treatment means and the heating fluid can for example have the same properties as those of the second fluid of the first embodiment, the main thing being that it can ensure the temperature rise of the electrical and/or electronic component by circulating within the microfibers.
  • the second heat treatment means comprises a plurality of heating filaments arranged in the space of the structure and connected to an electrical power source.
  • the second heat treatment means may comprise resistive elements which heat up and thus make it possible to raise the temperature of the electrical and/or electronic component by activating the electrical power source
  • the first heat treatment means and the second heat treatment means are arranged in the space of the structure so as to form an alternation between the first heat treatment means and the second heat treatment means . More particularly, an alternation is established within the structure between means capable of heating the electrical and/or electronic component and means capable of cooling the electrical and/or electronic component, for example between a microfiber of the first heat treatment means and a microfiber or heating filament of the second heat treatment means.
  • a distribution in an alternating manner it being understood that it should be understood that the alternation takes place over the entire periphery of the structure around the electrical and/or electronic component, makes it possible to homogenize the heating or cooling of the electrical component and/or electronics and thus improve the regulation of its temperature.
  • the space of the structure is filled with a thermally conductive material, the first treatment means heat and the second heat treatment means being embedded in the thermally conductive material.
  • the thermally conductive material can for example be silicone or any other material making it possible to facilitate the heat transfer from one or other of the heat treatment means to the electrical and/or electronic component.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an electronic system, here an electric motor vehicle battery, comprising a plurality of electrical and/or electronic components according to the invention
  • FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of an electrical and/or electronic component according to the invention.
  • FIG. 3 is a top view of the first embodiment of the electrical and/or electronic component
  • FIG. 4 is a schematic representation of a second embodiment of the electrical and/or electronic component.
  • an electronic system will be more particularly described in the form of a motor vehicle battery, with electrical and/or electronic components in the form of energy storage devices, or electrical energy accumulators. But it should be noted that the following description can be understood with electronic systems of another kind, such as computer servers for example.
  • the invention relates in particular to an electrical storage device 1 particular in that it comprises a plurality of heat treatment means 7, 8 arranged within a structure 3 protecting an electrical storage core.
  • such electric storage devices 1 can form part of an electric battery 100, and more particularly of storage modules 110 grouping together within a box a plurality of storage devices.
  • the electric battery 100 can be used in any vehicle, for example a motor vehicle, a motorized road electric vehicle with two or three wheels, an electric velocipede, or an electric scooter.
  • the electrical storage device 1 is configured to supply electrical energy to the battery 100 within which it is housed.
  • the electrical storage device 1 is therefore capable of accumulating and storing electrical energy, for example thanks to an electrical connection of the battery when the latter is inactive.
  • the electrical storage device 1 is capable of transmitting the accumulated electrical energy to the battery, and this during a given period of autonomy.
  • the battery comprises at least one power supply, here an input power supply 100 and an output power supply 101, capable of allowing power to be supplied to the heat treatment means associated with the storage devices housed in the battery.
  • Figure 2 shows a first embodiment of an electrical storage device 1.
  • the structure 3 is in particular defined by an internal wall 4 and by an external wall 5, separated from each other by a space 6.
  • the internal wall 4 corresponds to the wall in contact or substantially in contact with the electrical storage core 2, while the outer wall 5 corresponds to the wall opposite and therefore farthest from the electrical storage core 2.
  • the walls can be made of materials with different thermal properties, the inner wall 4 then being made of a material having a higher thermal conductivity than a thermal conductivity of a material with which the outer wall 5 is made.
  • the structure is equipped with a plurality of heat treatment means, in order to make it possible to regulate the temperature of the electrical storage core.
  • These heat treatment means are in particular provided for allowing the cooling of the electrical storage core, which is likely during its operation to release heat and thus to rise in temperature. The presence of such heat treatment means makes it possible to prevent the temperature of the electrical storage core 2 from becoming too high and that an electrical power transmitted to the electrical or electronic device may be impacted and that the autonomy of the electrical or electronic device may be damaged.
  • These heat treatment means can also be provided to allow the heating of the electrical storage core when the latter has too low a temperature, in particular when starting up the electrical or electronic device or when the ambient temperature is low. Means of treatment are thus configured to allow optimal operation of the electrical storage device 1 by ensuring that the electrical storage core 2 has a temperature between a minimum temperature threshold and a maximum temperature threshold.
  • the electrical storage device i comprises a first heat treatment means 7 and a second heat treatment means 8 which respectively make it possible to cool and heat the electrical storage core 2.
  • the first heat treatment means 7 and the second heat treatment means 8 respectively ensure the circulation of a first fluid and a second fluid within the space 6 of the structure 3.
  • the first fluid is intended to present, when it circulates in the first heat treatment means 8, a temperature ensuring the cooling of the electrical storage core 2, while the second fluid is intended to present, when it circulates in the second heat treatment means 9, a temperature ensuring the heating of the electric storage core 2, the circulation of the fluids acting by heat exchange with the electric storage heart 2.
  • the first heat treatment means 7 is represented by horizontal hatching
  • the second heat treatment means 8 is represented by vertical hatching.
  • the first heat treatment means 7 and the second heat treatment means 8 are at least partially arranged in the space 6 of the structure 3, formed between the internal wall 4 and the external wall 5.
  • the space 6 is configured so to comprise a first compartment 10, within which the first fluid circulates, and a second compartment 11 within which the second fluid circulates.
  • the first compartment 10 and the second compartment 11 form two subsets of the space 6, distinct and sealed with respect to each other, so that the first fluid cannot circulate within the second compartment and the second fluid cannot circulate within the first compartment.
  • These two compartments 10, 11 are delimited by the internal wall 4 and the external wall 5, as well as by partitions 14 which extend perpendicularly to these two walls.
  • the compartments 10, 11 are of identical size, with separations 14 which are diametrically opposed, but it is totally possible to define one compartment larger than the other depending on the importance to be given to each of the heat treatment means 7, 8.
  • the separations 14 make it possible to avoid mixing between the first fluid and the second fluid and the junctions between each separation and the internal and external walls of the structure are sealed.
  • the separations 14 can be formed in one piece with the internal and external walls delimiting the space within the structure 3.
  • FIG. 3 represents the first embodiment of the electrical storage device 1, with a top view of the structure 3 and of the electrical storage core that it surrounds, and details of the fluid circuits associated with the first processing means heat 7 and the second heat treatment means 8.
  • first heat treatment means 7 and the second heat treatment means 8 may for example respectively comprise a first fluid circuit 15 within which the first fluid circulates, and a second fluid circuit 16 within which the second fluid circulates. as illustrated in FIG. 3.
  • Each fluid circuit 15, 16 comprises a pump intended to circulate the fluid able to circulate therein, as well as at least one heat exchanger allowing a variation in the temperature of the fluid in the purpose of subsequently interacting with the temperature of the electrical storage core 2.
  • the first fluid circuit 15 makes it possible to circulate the first fluid, which has the function of cooling the electrical storage core 2 when the latter exceeds the minimum temperature threshold.
  • the first fluid is circulated by a first pump 17 then transfers calories within a first heat exchanger 19 so that its temperature is lowered.
  • the first fluid then circulates until it enters the first compartment 10.
  • the first compartment 10 filled with first fluid at low temperature therefore makes it possible to influence the temperature of the electrical storage core 2.
  • the first fluid thus captures calories generated by the electrical storage core 2.
  • the microfibers 21 of the first heat treatment means are represented in FIG. 3 in the form of white circles.
  • the microfibers 21 extend into the space 6 of the structure 3 and allow the circulation of a fluid within them.
  • the first heat treatment means 7 allows the circulation of a refrigerant fluid within the microfibers 21 in the event that the electrical storage core 2 needs to be cooled.
  • the refrigerant fluid may be identical to the first fluid of the first embodiment.
  • the refrigerant fluid can thus circulate within a circuit allowing the circulation and cooling of the refrigerant fluid, like what has been illustrated in FIG.

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Abstract

La présente invention concerne un composant électrique et/ou électronique (1) pour un système électronique, comprenant au moins une structure (3) définie par une paroi interne (4) et une paroi externe (5) séparées entre elles par un espace (6), caractérisé en ce que le composant électrique et/ou électronique (1) comprend au moins un premier moyen de traitement thermique (7) et au moins un deuxième moyen de traitement thermique (8) agencés au sein de l'espace (6) de la structure (3) et aptes à réguler la température du composant électrique et/ou électronique.

Description

DESCRIPTION
TITRE DE L'INVENTION : COMPOSANT ELECTRIQUE ET/OU ELECTRONIQUE POUR UN SYSTEME ELECTRONIQUE COMPRENANT UNE PLURALITE DE MOYENS DE TRAITEMENT THERMIQUE
La présente invention se rapporte au domaine des systèmes électroniques et porte plus particulièrement sur des moyens de traitement thermique associés à un ou plusieurs composant électrique et/ ou électronique formant partie de ces systèmes électroniques.
Un système électronique susceptible d’être concerné par la présente invention peut aussi bien consister en un serveur informatique qu’en une batterie électrique, notamment une batterie de véhicule automobile.
Afin d’assurer le fonctionnement d’un système électronique, par exemple une batterie électrique dont la fonction est notamment de fournir la puissance électrique nécessaire pour mettre en œuvre une propulsion d’un véhicule électrique ou hybride, un dispositif de stockage électrique formant un composant électrique et/ou électronique du système électronique est configuré pour pouvoir emmagasiner de l’énergie électrique, par exemple lors du rechargement du système électronique lorsque celui-ci est éteint et branché, et fournir de l’énergie électrique lors du fonctionnement du système électronique.
De tels dispositifs de stockage électrique sont susceptibles de dégager la chaleur lors de leur fonctionnement. Ainsi, il est connu d’utiliser des moyens de régulation thermique aptes à refroidir le dispositif de stockage électrique lorsque celui-ci atteint une température trop élevée. Il est plus particulièrement connu de prévoir des moyens de régulation thermiques qui entourent le dispositif de stockage électrique, ou qui sont plaqués contre ce dispositif de stockage électrique. En d’autres termes, les moyens de régulation thermique sont disposés au voisinage du dispositif de stockage électrique, le plus proche possible de ce dernier, afin de s’assurer que des calories dégagées par le dispositif de stockage électrique peuvent être captés par les moyens de régulation thermique. Des jeux de fabrication et de montage des moyens de régulation thermique peuvent impliquer la présence d’air entre ces derniers et le dispositif de stockage électrique de sorte que les performances d’échange thermique sont diminuées.
L’invention vise ainsi à proposer une solution permettant de répondre à ce problème technique. Par ailleurs, l’invention vise également à tenir compte d’un besoin identifié selon lequel, afin d’assurer un fonctionnement optimal du système électronique, ce dernier doit présenter une température supérieure à un seuil de température minimal, notamment au démarrage du système électronique. La présente invention s’inscrit dans ce double contexte en proposant un composant électrique et/ou électronique pour un système électronique, comprenant au moins une structure définie par une paroi interne et une paroi externe séparées entre elles par un espace, caractérisé en ce que le composant électrique et/ ou électronique comprend au moins un premier moyen de traitement thermique et au moins un deuxième moyen de traitement thermique agencés au sein de l’espace de la structure et aptes à réguler la température du composant électrique et/ou électronique.
Le premier moyen de traitement thermique et le deuxième moyen de traitement thermique peuvent ainsi réguler la température du composant électrique et/ou électronique
La paroi interne et la paroi externe de la structure, qui permet de protéger et le cas échéant d’isoler électriquement le composant électrique et/ ou électronique, sont suffisamment espacées l’une par rapport à l’autre afin que le premier moyen de traitement thermique et le deuxième moyen de traitement thermique puissent y être au moins partiellement mis en place. L’un et l’autre des moyens de traitement thermique permettent de participer à l’augmentation ou à la diminution de la température du composant électrique et/ou électronique en fonction du moyen de traitement thermique activé. Le composant électrique et/ou électronique est donc maintenu à une température adéquate à son bon fonctionnement.
Plus particulièrement, dans le cas où le système électronique est une batterie électrique, par exemple de véhicule automobile, la présente invention propose un composant électrique et/ou électronique sous forme de dispositif de stockage électrique pour un système électronique sous forme de batterie, le dispositif de stockage électrique comprenant au moins un cœur de stockage électrique configuré pour fournir de l’énergie électrique à la batterie, et une structure logeant le cœur de stockage électrique, la structure étant définie par une paroi interne et une paroi externe séparées entre elles par un espace, caractérisé en ce que le système de stockage électrique comprend au moins un premier moyen de traitement thermique et au moins un deuxième moyen de traitement thermique agencés au sein de l’espace de la structure et aptes à réguler la température du cœur de stockage électrique.
Le premier moyen de traitement thermique et le deuxième moyen de traitement thermique peuvent ainsi réguler la température du cœur de stockage électrique afin que cette dernière soit comprise dans une fourchette de températures permettant d’assurer le fonctionnement optimal du dispositif de stockage électrique, ce qui entraîne, notamment dans un cas d’application à une batterie de véhicule électrique ou hybride, une amélioration de la puissance de fonctionnement, de la capacité de recharge et de l’autonomie de batterie.
Le cœur de stockage électrique permet d’accumuler l’énergie reçue, par exemple lors d’un chargement électrique de l’appareil électrique ou électronique. Le cœur de stockage électrique peut ainsi par exemple correspondre à une cellule de batterie électrique rechargeable. Par la suite, lorsque l’appareil électrique ou électronique est en fonctionnement, le cœur de stockage électrique transmet l’énergie électrique accumulée au moteur électrique afin de participer au fonctionnement de l’appareil électrique ou électronique.
La structure du dispositif de stockage électrique permet notamment de protéger le cœur de stockage électrique et d’isoler électriquement celui-ci. La structure peut être de forme diverse, dès lors que la forme de la structure épouse au moins partiellement le cœur de stockage électrique. La paroi interne est orientée vers le cœur de stockage électrique tandis que la paroi externe est orientée vers un environnement extérieur au dispositif de stockage électrique.
Selon une caractéristique de l’invention, le composant électrique et/ou électronique comprend un module de pilotage apte à activer le premier moyen de traitement thermique ou le deuxième moyen de traitement thermique de manière sélective. En fonction d’une température détectée du composant électrique et/ ou électronique, et par exemple du cœur de stockage électrique formant partie du dispositif de stockage électrique tel qu’il a été évoqué précédemment, le module de pilotage est apte à activer ou désactiver le premier moyen de traitement thermique ou le deuxième moyen de traitement thermique afin de chauffer ou de refroidir le composant électrique et/ ou électronique. Le module de pilotage effectue ces opérations de manière sélective, c’est-à-dire en n’activant qu’un des deux moyens de traitement thermique à la fois, en fonction de la température détectée et du type de traitement thermique nécessaire. La température détectée du composant électrique et/ou électronique peut notamment résulter d’une mesure par un capteur de température configuré pour communiquer le résultat de la mesure au module de pilotage.
Selon une caractéristique de l’invention, le module de pilotage est configuré pour activer le premier moyen de traitement thermique de manière à maintenir la température du composant électrique et/ou électronique inférieure à un seuil de température maximal. Autrement dit, le premier moyen de traitement thermique permet de refroidir le composant électrique et/ ou électronique, le cas échéant du cœur de stockage électrique lorsque le composant électrique et/ou électronique est formé par un dispositif de stockage électrique tel que précédemment évoqué. Le seuil de température maximal est une température maximale limite avant que le fonctionnement du composant électrique et/ou électronique diminue en efficacité. Le seuil de température maximal peut par exemple être de 40°C. Ainsi, lorsque la température du composant électrique et/ou électronique, par exemple du cœur de stockage électrique, devient supérieure au seuil de température maximal, le premier moyen de traitement thermique s’active afin de refroidir le composant électrique et/ou électronique, par exemple le cœur de stockage électrique, de sorte que la température de ce dernier redevienne inférieure au seuil de température maximal.
Selon une caractéristique de l’invention, le module de pilotage est configuré pour activer le deuxième moyen de traitement thermique de manière à maintenir la température du composant électrique et/ ou électronique supérieure à un seuil de température minimal. Le deuxième moyen de traitement thermique permet de réchauffer le composant électrique et/ ou électronique, le cas échéant le cœur de stockage électrique lorsque le composant électrique et/ ou électronique est formé par un dispositif de stockage électrique tel que précédemment évoqué. Augmenter la température du composant électrique et/ ou électronique est utile par exemple lors du démarrage du système électronique, où le composant électrique et/ou électronique doit être à une température relativement élevée pour fonctionner correctement. Par ailleurs, si la température ambiante est très faible, il est possible qu’il soit nécessaire d’augmenter la température du composant électrique et/ ou électronique. Il a été calculé que le fonctionnement du composant électrique et/ou électronique diminue en efficacité lorsque la température du composant électrique et/ ou électronique devient inférieure au seuil de température minimal. Le seuil de température minimal peut par exemple être de 20°C. Ainsi, lorsque la température du composant électrique et/ ou électronique devient inférieure au seuil de température minimal, le deuxième moyen de traitement thermique s’active afin de réchauffer le composant électrique et/ ou électronique de sorte que la température de ce dernier redevienne supérieure au seuil de température minimal.
Selon une caractéristique de l’invention, la structure comprend un premier compartiment et un deuxième compartiment participant respectivement à former le premier moyen de traitement thermique et le deuxième moyen de traitement thermique, les deux compartiments étant distincts l’un de l’autre de manière à être traversé par respectivement un premier fluide et un deuxième fluide. Une telle configuration constitue un premier mode de réalisation du composant électrique et/ou électronique, ou dispositif de stockage électrique selon un exemple de l’invention, qui consiste à réguler la température du composant électrique et/ou électronique via la circulation du premier fluide permettant de diminuer la température du composant électrique et/ou électronique ou du deuxième fluide permettant d’augmenter la température du composant électrique et/ou électronique.
Le premier fluide et/ ou le deuxième fluide circulent au sein de la structure, chacun des fluides étant apte à circuler au sein de son compartiment respectif. Le premier fluide et le deuxième fluide peuvent par exemple être mis en circulation par une pompe et être respectivement refroidi et chauffé par échange de chaleur. En circulant dans les compartiments, le premier fluide ou le deuxième fluide agissent donc thermiquement sur le cœur de stockage électrique afin de réguler sa température.
Les fluides peuvent notamment être du liquide de refroidissement, par exemple de l’eau glycolée, ou du fluide réfrigérant, par exemple du 1234YF ou 134A. Avantageusement le fluide est destiné à présenter une phase liquide au cours de son fonctionnement.
Les deux compartiments peuvent être agencés de manière à présenter le même volume, avec des capacités équivalentes de refroidissement ou de chauffage du composant électrique et/ou électronique, ou bien de manière à présenter un volume différent. Dans ce dernier cas, le premier compartiment peut présenter un volume plus important dans la situation où l’utilisation envisagée du composant électrique et/ou électronique nécessite des propriétés de refroidissement plus importantes que les propriétés de chauffe, et il peut présenter un volume moins important que celui du deuxième compartiment, dans la situation où l’utilisation envisagée du composant électrique et/ ou électronique nécessite des propriétés de chauffe plus importantes que les propriétés de refroidissement.
Selon une caractéristique de l’invention, le premier moyen de traitement thermique comprend une pluralité de microfibres agencées dans l’espace de la structure, lesdites microfibres étant configurées pour être traversées par un fluide réfrigérant. Il s’agit d’un deuxième mode de réalisation du dispositif de stockage électrique dans lequel la structure, au lieu d’être divisée en compartiments, est parcourue par des microfibres s’étendant dans l’espace entre la paroi interne et la paroi externe. Les microfibres peuvent être connectées à un circuit de fluide réfrigérant et se diviser afin de se répartir au sein de l’espace de la structure. Le fluide réfrigérant peut par exemple présenter les mêmes propriétés que celles du premier fluide du premier mode de réalisation, l’essentiel étant qu’il puisse assurer la baisse de la température du composant électrique et/ou électronique en circulant au sein des microfibres. Selon une caractéristique de l’invention, le deuxième moyen de traitement thermique comprend une pluralité de microfibres agencées dans l’espace de la structure, lesdites microfibres étant configurées pour être traversées par un fluide chauffant. La structure des microfibres du deuxième moyen de traitement thermique est similaire à celle des microfibres du premier moyen de traitement thermique et le fluide chauffant peut par exemple présenter les mêmes propriétés que celles du deuxième fluide du premier mode de réalisation, l’essentiel étant qu’il puisse assurer la hausse de la température du composant électrique et/ ou électronique en circulant au sein des microfibres. Selon une caractéristique de l’invention, le deuxième moyen de traitement thermique comprend une pluralité de filaments chauffants agencés dans l’espace de la structure et raccordés à une source d’alimentation électrique. De manière alternative à la présence de microfibres, le deuxième moyen de traitement thermique peut comporter des éléments résistifs qui chauffent et permettent ainsi d’élever la température du composant électrique et/ou électronique par activation de la source d’alimentation électrique
Selon une caractéristique de l’invention, le premier moyen de traitement thermique et le deuxième moyen de traitement thermique sont agencés dans l’espace de la structure de manière à former une alternance entre le premier moyen de traitement thermique et le deuxième moyen de traitement thermique. Plus particulièrement, on établit une alternance au sein de la structure entre des moyens aptes à chauffer le composant électrique et/ou électronique et des moyens aptes à refroidir le composant électrique et/ou électronique, par exemple entre une microfibre du premier moyen de traitement thermique et une microfibre ou un filament chauffant du deuxième moyen de traitement thermique. Une répartition de manière alternée, étant entendu qu’il convient de comprendre que l’alternance a lieu sur tout le pourtour de la structure autour du composant électrique et/ou électronique, permet d’homogénéiser le chauffage ouïe refroidissement du composant électrique et/ou électronique et ainsi d’améliorer la régulation de la température de celui-ci.
Selon une caractéristique de l’invention, l’espace de la structure est comblé par une matière thermiquement conductrice, le premier moyen de traitement thermique et le deuxième moyen de traitement thermique étant noyés dans la matière thermiquement conductrice. La matière thermiquement conductrice peut par exemple être du silicone ou une quelconque autre matière permettant de faciliter le transfert thermique de l’un ou l’autre des moyens de traitement thermique vers le composant électrique et/ ou électronique.
Les moyens de traitement thermique peuvent dans un premier temps être intégrés au sein de l’espace de la structure, puis ledit espace peut être comblé par la matière thermiquement conductrice. Il est également possible de noyer dans un premier temps les deux moyens de traitement thermique dans la matière thermiquement conductrice, puis de disposer l’ensemble au sein de l’espace de la structure.
Selon une caractéristique de l’invention, la paroi interne et la paroi externe ont des propriétés thermiques différentes, la paroi interne présentant une conductivité thermique plus importante que celle de la paroi externe. Cette différence de propriété thermique permet à la chaleur et au froid générés par les moyens de traitement thermique d’être transmis au composant électrique et/ou électronique plutôt que de s’échapper vers l’extérieur de la structure de traitement thermique.
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 1] est une représentation schématique d’un système électronique, ici une batterie électrique de véhicule automobile, comprenant une pluralité de composants électriques et/ ou électroniques selon l’invention ;
[fig 2] est une vue en perspective d’un premier mode de réalisation d’un composant électrique et/ou électronique selon l’invention,
[fig 3] est une vue du dessus du premier mode de réalisation du composant électrique et/ ou électronique,
[fig 4] est une représentation schématique d’un deuxième mode de réalisation du composant électrique et/ou électronique. Dans ce qui va suivre, un système électronique va être plus particulièrement décrit sous forme d’une batterie de véhicule automobile, avec des composants électriques et/ou électroniques sous forme de dispositifs de stockage d’énergie, ou accumulateurs d’énergie électrique. Mais il convient de noter que la description qui va suivre peut s’entendre avec des systèmes électroniques d’un autre genre, comme des serveurs informatiques par exemple.
L’invention porte notamment sur un dispositif de stockage électrique 1 particulier en ce qu’il comporte une pluralité de moyens de traitement thermique 7, 8 agencés au sein d’une structure 3 protégeant un cœur de stockage électrique.
Tel qu’illustré sur la figure 1, de tels dispositifs de stockage électrique 1 peuvent faire partie d’une batterie électrique 100, et plus particulièrement de modules de stockages 110 regroupant au sein d’un boîtier une pluralité de dispositifs de stockage. La batterie électrique 100 peut être utilisée dans n’importe quel véhicule par exemple un véhicule automobile, un véhicule électrique routier motorisé à deux ou trois roues, un vélocipède électrique, ou une trottinette électrique.
Le dispositif de stockage électrique 1 est configuré pour alimenter en énergie électrique la batterie 100 au sein de laquelle il est logé. Le dispositif de stockage électrique 1 est donc apte à accumuler et stocker de l’énergie électrique, par exemple grâce à un branchement électrique de la batterie lorsque celle-ci est inactive. Lorsque la batterie est en fonctionnement, le dispositif de stockage électrique 1 est apte à transmettre l’énergie électrique accumulée à la batterie, et ce durant une période d’autonomie donnée. Par ailleurs la batterie comporte au moins une alimentation, ici une alimentation d’entrée 100 et une alimentation de sortie 101, apte à permettre une alimentation des moyens de traitement thermique associés aux dispositifs de stockage logés dans la batterie.
La figure 2 représente un premier mode de réalisation d’un dispositif de stockage électrique 1.
Le dispositif de stockage électrique 1 comprend un cœur de stockage électrique 2 disposé à l’intérieur d’une structure 3 de protection. C’est au sein du cœur de stockage électrique 2, formé d’au moins une pluralité de couches d’électrodes, que l’énergie électrique est accumulée ou est transmise à la batterie. Sur l’ensemble des figures, le cœur de stockage électrique 2 est représenté par des hachures obliques.
La structure 3 peut épouser au moins partiellement les formes du cœur de stockage électrique 2. Sur la figure 2, le cœur de stockage électrique 2 et la structure 3 présentent tous deux une forme cylindrique à section circulaire, mais la forme du cœur de stockage électrique 2 et de la structure 3 peuvent présenter une autre forme, tel que cela sera décrit par la suite.
La structure 3 est notamment définie par une paroi interne 4 et par une paroi externe 5, séparées entre elle par un espace 6. La paroi interne 4 correspond à la paroi au contact ou sensiblement au contact du cœur de stockage électrique 2, tandis que la paroi externe 5 correspond à la paroi à l’opposé et donc la plus éloignée du cœur de stockage électrique 2. Tel que cela sera détaillé ci-après, les parois peuvent être réalisées dans des matériaux avec des propriétés thermiques différentes, la paroi interne 4 étant alors réalisée dans un matériau présentant une conductivité thermique plus élevée qu’une conductivité thermique d’un matériau avec lequel est réalisée la paroi externe 5.
Selon l’invention, la structure est équipée d’une pluralité de moyens de traitement thermique, afin de permettre de réguler la température du cœur de stockage électrique. Ces moyens de traitement thermique sont notamment prévus de permettre le refroidissement du cœur de stockage électrique, qui est susceptible lors de son fonctionnement de dégager de la chaleur et ainsi de monter en température. La présence de tels moyens de traitement thermique permet d’éviter que la température du cœur de stockage électrique 2 devienne trop élevée et qu’une puissance électrique transmise à l’appareil électrique ou électronique puisse en être impactée et que L’autonomie de l’appareil électrique ou électronique puisse s’en trouver dégradée. Ces moyens de traitement thermique peuvent également être prévus pour permettre le réchauffement du cœur de stockage électrique lorsque celui-ci présente une trop faible température, notamment au démarrage de l’appareil électrique ou électronique ou lorsque la température ambiante est faible. Les moyens de traitement thermique sont ainsi configurés pour permettre un fonctionnement optimal du dispositif de stockage électrique 1 en assurant que e cœur de stockage électrique 2 présente une température comprise entre un seuil de température minimal et un seuil de température maximal.
Afin de réguler la température du cœur de stockage électrique 2, le dispositif de stockage électrique i comprend un premier moyen de traitement thermique 7 et un deuxième moyen de traitement thermique 8 qui permettent respectivement de refroidir et de réchauffer le cœur de stockage électrique 2.
Dans le premier mode de réalisation illustré sur la figure 2, le premier moyen de traitement thermique 7 et le deuxième moyen de traitement thermique 8 assurent respectivement la circulation d’un premier fluide et d’un deuxième fluide au sein de l’espace 6 de la structure 3. Le premier fluide est destiné à présenter, lorsqu’il circule dans le premier moyen de traitement thermique 8, une température assurant le refroidissement du cœur de stockage électrique 2, tandis que le deuxième fluide est destiné à présenter, lorsqu’il circule dans le deuxième moyen de traitement thermique 9, une température assurant le chauffage du cœur de stockage électrique 2, la circulation des fluides agissant par échange de chaleur avec le cœur de stockage électrique 2. Sur la figure 2, le premier moyen de traitement thermique 7 est représenté par des hachures horizontales, tandis que le deuxième moyen de traitement thermique 8 est représenté par des hachures verticales.
Le premier moyen de traitement thermique 7 et le deuxième moyen de traitement thermique 8 sont au moins partiellement agencés dans l’espace 6 de la structure 3, formé entre la paroi interne 4 et la paroi externe 5. L’espace 6 est configuré de manière à comprendre un premier compartiment 10, au sein duquel circule le premier fluide, et un deuxième compartiment 11 au sein duquel circule le deuxième fluide. Le premier compartiment 10 et le deuxième compartiment 11 forment deux sous-ensembles de l’espace 6, distincts et étanches l’un par rapport à l’autre, de telle sorte que le premier fluide ne peut circuler au sein du deuxième compartiment et le deuxième fluide ne peut circuler au sein du premier compartiment. Ces deux compartiments 10, 11 sont délimités par la paroi interne 4 et la paroi externe 5, ainsi que par des séparations 14 qui s’étendent perpendiculairement à ces deux parois. Sur la figure 2, les compartiments 10, 11 sont de taille identique, avec des séparations 14 qui sont diamétralement opposées, mais il est totalement envisageable de définir un compartiment plus volumineux que l’autre en fonction de l’importance à donner à chacun des moyens de traitement thermique 7, 8. Tel qu’évoqué, les séparations 14 permettent d’éviter un mélange entre le premier fluide et le deuxième fluide et les jonctions entre chaque séparation et les parois interne et externe de la structure sont étanches. Notamment, les séparations 14 peuvent être formées d’un seul tenant avec les parois interne et externe délimitant l’espace au sein de la structure 3.
Le premier compartiment 10 participe à former le premier moyen de traitement thermique 7, notamment lorsqu’il est traversé par un fluide, tandis que le deuxième compartiment 11 participe à former le deuxième moyen de traitement thermique 8, notamment lorsqu’il est traversé par un autre fluide. Chacun de ces fluides peut par exemple circuler au sein de circuits spécifiques 15, 16 raccordés à la structure 3 du dispositif de stockage électrique et qui seront décrits par la suite.
Le premier moyen de traitement thermique 7 et le deuxième moyen de traitement thermique 8 sont respectivement activés par un module de pilotage 9, étant entendu que l’activation du premier moyen de traitement thermique, respectivement du deuxième moyen de traitement thermique consiste, ici à autoriser la circulation de fluide correspondant au sein du premier compartiment, respectivement du deuxième compartiment. Le module de pilotage 9 est apte à activer le premier moyen de traitement thermique 7 ou le deuxième moyen de traitement thermique 8 de manière sélective, c’est-à-dire sans que les deux moyens de traitement thermique 7, 8 ne soient activés de manière simultanée.
Dans l’exemple illustré, le module de pilotage 9 est connecté à un capteur de température 13 assurant la mesure de la température du cœur de stockage électrique 2. Ainsi, en fonction de la température mesurée, le module de pilotage 9 permet d’activer ou de désactiver le premier moyen de traitement thermique 7 ou le deuxième moyen de traitement thermique 8.
Plus particulièrement, le module de pilotage 9 active le premier moyen de traitement thermique 7 lorsque la valeur de température du cœur de stockage électrique 2 détectée par le capteur de température 13 est supérieure à la valeur du seuil de température maximal, afin de refroidir le cœur de stockage électrique par le fluide circulant dans le premier moyen de traitement thermique. Et le module de pilotage 9 active le deuxième moyen de traitement thermique 8 lorsque la valeur de température du cœur de stockage électrique 2 détectée par le capteur de température 13 est inférieure à la valeur du seuil de température minimal, afin de réchauffer le cœur de stockage électrique par le fluide circulant dans le deuxième moyen de traitement thermique. De cette manière, la température du cœur de stockage électrique 2 oscille entre le seuil de température minimal et le seuil de température maximal, et le dispositif de stockage électrique 1 peut ainsi fonctionner de manière optimale. La température du cœur de stockage électrique 2 peut par exemple être régulée de sorte à être maintenue entre une valeur de seuil de température minimal qui est égale à 20°C et une valeur de seuil de température maximal qui est égale à 40°C, ou d’une manière plus générale dans une fourchette de température où le dispositif de stockage électrique 1 fonctionne de manière optimale.
La figure 3 représente le premier mode de réalisation du dispositif de stockage électrique 1, avec une vue de dessus de la structure 3 et du cœur de stockage électrique qu’elle entoure, et des détails sur les circuits de fluide associés au premier moyen de traitement thermique 7 et au deuxième moyen de traitement thermique 8.
Ainsi, le premier moyen de traitement thermique 7 et le deuxième moyen de traitement thermique 8 peuvent par exemple comprendre respectivement un premier circuit de fluide 15 au sein duquel circule le premier fluide, et un deuxième circuit de fluide 16 au sein duquel circule le deuxième fluide tels qu’illustrés sur la figure 3. Chaque circuit de fluide 15, 16 comprend une pompe destinée à mettre en circulation le fluide apte à y circuler, ainsi qu’au moins un échangeur de chaleur permettant une variation de température du fluide dans le but d’interagir ultérieurement sur la température du cœur de stockage électrique 2.
Plus précisément, le premier circuit de fluide 15 permet de faire circuler le premier fluide, qui a pour fonction de refroidir le cœur de stockage électrique 2 lorsque celui-ci dépasse le seuil de température minimal. Dans ce contexte, le premier fluide est mis en circulation par une première pompe 17 puis cède des calories au sein d’un premier échangeur de chaleur 19 afin que sa température soit abaissée. Le premier fluide circule par la suite jusqu’à entrer au sein du premier compartiment 10. Le premier compartiment 10 rempli de premier fluide à basse température permet donc d’influer sur la température du cœur de stockage électrique 2. Le premier fluide capte ainsi des calories générées par le cœur de stockage électrique 2. Dans le cas précédemment évoqué où la paroi interne 4 présente une conductivité thermique plus élevée que la conductivité thermique de la paroi externe 5, les échanges thermiques entre le premier fluide et le cœur de stockage électrique 2 sont favorisés, en évitant que les frigories du premier fluide soient dégagées sur l’environnement extérieur au dispositif de stockage électrique 1.
En sortie du premier compartiment 10, le premier fluide est à une température plus élevée qu’en entrée du premier compartiment 10, à la suite de la capture de calories générées par le cœur de stockage électrique 2. Le premier fluide circule dans le premier circuit de fluide 15 jusqu’à traverser de nouveau le premier échangeur de chaleur 19 afin de céder les calories accumulées au sein du premier compartiment 10, et cette boucle de circulation est maintenue active, notamment par activation de la pompe première 17, jusqu’à ce que la température du cœur de stockage électrique 2 soit suffisamment abaissée.
Le principe du deuxième circuit de fluide 16 est identique à celui du premier circuit de fluide 15, si ce n’est que le deuxième circuit de fluide 16 participe à la hausse de la température du cœur de stockage électrique 2. Le deuxième fluide est donc entraîné par une deuxième pompe 18 et traverse un deuxième échangeur de chaleur 20 qui permet l’accumulation de calories du deuxième fluide et donc la hausse de la température de ce dernier. Le deuxième fluide pénètre par la suite dans le deuxième compartiment 11 à température élevée et permet ainsi d’augmenter la température du cœur de stockage électrique 2. Cette hausse de la température assure une meilleure transmission de l’énergie du cœur de stockage électrique 2 à l’appareil électrique ou électronique au démarrage de ce dernier. La hausse de la température du cœur de stockage électrique 2 peut également s’avérer utile lorsque la température ambiante est basse.
Durant le fonctionnement du deuxième moyen de traitement thermique 8, le deuxième fluide accumule donc des calories en traversant le deuxième échangeur de chaleur 20, puis les cède au cœur de stockage électrique 2 en circulant au sein du deuxième compartiment 11. Une telle opération se poursuit jusqu’à ce que le cœur de stockage électrique 2 atteigne une température suffisamment élevée pour que le dispositif de stockage électrique 1 fonctionne de manière optimale.
On comprend ainsi que le module de pilotage représenté sur la figure 2 peut activer le premier moyen de traitement thermique 7 ou le deuxième moyen de traitement thermique 8, en activant la pompe et l’échangeur de chaleur relatifs audit moyen de traitement thermique 7, 8 à activer en fonction de la température mesurée du cœur de stockage électrique 2. Ces mêmes moyens de traitement thermique 7, 8 sont désactivés par le module de pilotage lorsque la température du cœur de stockage électrique 2 est comprise entre le seuil de température minimal et le seuil de température maximal.
La figure 4 représente un deuxième mode de réalisation du dispositif de stockage électrique 1. Ce deuxième mode de réalisation se distingue du premier mode de réalisation par la forme du cœur de stockage électrique 2 et de la structure 3, ainsi que par la nature du premier moyen de traitement thermique 7 et du deuxième moyen de traitement thermique 8.
Contrairement au premier mode de réalisation, le cœur de stockage électrique 2 présente une forme de section rectangulaire et la structure 3 présente donc également une forme cylindrique à section rectangulaire afin de couvrir au moins partiellement le cœur de stockage électrique 2. D’une manière générale, le cœur de stockage électrique 2 et la structure 3 peuvent se présenter sous n’importe quelle forme, dès lors que la structure 3 peut épouser au moins partiellement le cœur de stockage électrique 2 afin que les moyens de traitement thermique 7, 8 puissent agir sur la température dudit cœur de stockage électrique 2. Le premier moyen de traitement thermique 7 du deuxième mode de réalisation du dispositif de stockage électrique 1 comporte un faisceau de microfibres 21.
Les microfibres 21 du premier moyen de traitement thermique sont représentées sur la figure 3 sous la forme de cercle blancs. Les microfibres 21 s’étendent dans l’espace 6 de la structure 3 et permettent la circulation d’un fluide en leur sein. Ainsi, le premier moyen de traitement thermique 7 permet la circulation d’un fluide réfrigérant au sein des microfibres 21 dans le cas où le cœur de stockage électrique 2 nécessite d’être refroidi. Le fluide réfrigérant peut être identique au premier fluide du premier mode de réalisation. Le fluide réfrigérant peut ainsi circuler au sein d’un circuit permettant la mise en circulation et le refroidissement du fluide réfrigérant, à l’instar de ce qui a été illustré sur la figure 3 concernant le premier circuit de fluide 15, puis le circuit peut se diviser en la pluralité de microfibres 21 telles que représentées sur la figure 3, dès lors que chaque microfibre présente des extrémités adaptées à être rassemblées en un connecteur ici non représenté et relié fluidiquement au premier circuit de fluide. Les microfibres 21 étant disposées tout le long de l’espace 6 de la structure 3, elles permettent ainsi une répartition homogène de la circulation du fluide réfrigérant tout autour du cœur de stockage électrique 2 afin de refroidir ce dernier.
Le deuxième moyen de traitement thermique 8 peut également comporter un faisceau de microfibres au sein duquel circule un fluide chauffant, pouvant être similaire au deuxième fluide du premier mode de réalisation du système de traitement thermique. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, le deuxième moyen de traitement 8 se présente toutefois sous une forme alternative, avec une pluralité de filaments chauffants 22, représentés sous la forme de cercles pleins, qui participent à former ce deuxième moyen de traitement thermique. Contrairement aux microfibres 21 qui autorisent la circulation d’un fluide, les filaments chauffants 22 sont des éléments résistifs qui produisent de la chaleur par l’activation d’un courant électrique susceptible de les traverser. Le dispositif de stockage électrique 1 comprend ainsi une source d’alimentation électrique 23, permettant d’activer les filaments chauffants 22 du deuxième moyen de traitement thermique 8. Pour des raisons de clarté, la source d’alimentation électrique 23 n’est électriquement connectée qu’à quatre filaments chauffants 22 sur la figure 3, mais il doit être compris que la source d’alimentation électrique 23 est connectée à l’ensemble des filaments chauffants 22 du deuxième moyen de traitement thermique 8.
Ainsi lorsque la température du cœur de stockage électrique 2 est trop basse, et conformément à ce qui a été évoqué précédemment inférieur à la valeur de seuil de température minimal, le module de pilotage est apte à agir sur la source d’alimentation électrique 23 afin que cette dernière active les filaments chauffants 22, afin que ces derniers puissent réchauffer le cœur de stockage électrique 2.
Le premier moyen de traitement thermique 7 et le deuxième moyen de traitement thermique 8 sont agencés dans l’espace 6 de sorte à créer une alternance entre une microfibre 21 du premier moyen de traitement thermique 7 et une microfibre ou un filament chauffant 22 du deuxième moyen de traitement thermique 8, et ce tout le long de l’espace 6. Une alternance des moyens de traitement thermique 7, 8 permet de renforcer l’homogénéité du traitement thermique du cœur de stockage électrique 2, et ce quel que soit le moyen de traitement thermique 7, 8 qui est activé par le module de pilotage 9.
Une fois agencés au sein de l’espace 6, le premier moyen de traitement thermique 7 et le deuxième moyen de traitement thermique 8 sont noyés dans une matière thermiquement conductrice 12, schématisée sur la figure 3 par des pointillés. D’une manière alternative, les moyens de traitement thermique 7, 8 peuvent être dans un premier temps noyés dans la matière thermiquement conductrice 12, puis l’ensemble peut être disposé dans l’espace 6 de la structure 3. La matière thermiquement conductrice 12 permet de combler l’espace 6 de la structure 3 et de figer les microfibres 21 du premier moyen de traitement thermique 7 et les microfibres ou les filaments chauffants 22 du deuxième moyen de traitement thermique 8. La matière thermiquement conductrice 12 peut par exemple être du silicone, et peut ainsi assurer le transfert de froid du premier moyen de traitement thermique 7 vers le cœur de stockage électrique 2 ou le transfert de chaleur du deuxième moyen de traitement thermique 8 vers le cœur de stockage électrique 2.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, et sans que cet exemple soit exhaustif des variantes possibles, une présence d’éléments résistifs pourrait être prévu dans le premier mode de réalisation, en remplissant le deuxième compartiment avec des filaments chauffants en lieu et place du deuxième fluide.
L’invention, telle qu’elle vient d’être décrite, atteint bien le but qu’elle s’était fixée, et permet de proposer un système de traitement thermique comprenant deux moyens de traitement thermique permettant de réguler la température d’un composant électrique et/ou électronique pour un système électronique, que celui-ci soit sous forme d’un serveur informatique ou d’une batterie électrique, sans que ces exemples soient limitatifs. Des variantes non décrites ici pourraient être mises en œuvre sans sortir du contexte de l’invention, dès lors que, conformément à l’invention, elles comprennent un composant électrique et/ou électronique conforme à l’invention, avec des moyens de traitement thermique agencés dans le volume d’une structure de protection, de manière à être au plus près de ce composant électrique et/ ou électronique, et répartis de manière à pouvoir sélectivement refroidir ou réchauffer ce composant électrique et/ou électronique.

Claims

REVENDICATIONS
1- Composant électrique et/ ou électronique (î) pour un système électronique, comprenant au moins une structure (3) définie par une paroi interne (4) et une paroi externe (5) séparées entre elles par un espace (6), caractérisé en ce que le composant électrique et/ ou électronique (1) comprend au moins un premier moyen de traitement thermique (7) et au moins un deuxième moyen de traitement thermique (8) agencés au sein de l’espace (6) de la structure (3) et aptes à réguler la température du composant électrique et/ ou électronique.
2- Composant électrique et/ ou électronique (1) selon la revendication 1, comprenant un module de pilotage (9) apte à activer le premier moyen de traitement thermique (7) ou le deuxième moyen de traitement thermique (8) de manière sélective.
3- Composant électrique et/ ou électronique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la structure (3) comprend un premier compartiment (10) et un deuxième compartiment (11) participant respectivement à former le premier moyen de traitement thermique (7) et le deuxième moyen de traitement thermique (8), les deux compartiments (10, 11) étant distincts l’un de l’autre de manière à être traversé par respectivement un premier fluide et un deuxième fluide.
4- Composant électrique et/ ou électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le premier moyen de traitement thermique (7) comprend une pluralité de microfibres (21) agencées dans l’espace (6) de la structure (3), lesdites microfibres (21) étant configurées pour être traversées par un fluide réfrigérant.
5- Composant électrique et/ ou électronique (1) selon la revendication précédente, dans lequel le deuxième moyen de traitement thermique (8) comprend une pluralité de microfibres (21) agencées dans l’espace (6) de la structure (3), lesdites microfibres (21) étant configurées pour être traversées par un fluide chauffant.
6- Composant électrique et/ ou électronique (1) selon la revendication 4, dans lequel le deuxième moyen de traitement thermique (8) comprend une pluralité de filaments chauffants (22) agencés dans l’espace (6) de la structure (3) et raccordés à une source d’alimentation électrique (23).
7- Composant électrique et/ ou électronique (1) selon l’une quelconque des revendication 4 à 6, dans lequel le premier moyen de traitement thermique (7) et le deuxième moyen de traitement thermique (8) sont agencés dans l’espace (6) de la structure (3) de manière à former une alternance entre le premier moyen de traitement thermique (7) et le deuxième moyen de traitement thermique (8).
8- Composant électrique et/ ou électronique selon l’une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel l’espace (6) de la structure (3) est comblé par une matière thermiquement conductrice (12), le premier moyen de traitement thermique (7) et le deuxième moyen de traitement thermique (8) étant noyés dans la matière thermiquement conductrice (12).
9- Composant électrique et/ ou électronique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la paroi interne (4) et la paroi externe (5) ont des propriétés thermiques différentes, la paroi interne (4) présentant une conductivité thermique plus importante que celle de la paroi externe (5).
10- Système électronique comportant au moins un composant électrique et/ou électronique selon l’une des revendications dépendantes.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9537188B2 (en) * 2013-03-20 2017-01-03 Dr. Ing H.C.F. Porsche Aktiengesellschaft Temperature control device
EP3098898B1 (fr) * 2015-05-28 2018-01-10 Mahle International GmbH Dispositif de régulation de température pour réguler la température d'une batterie, en particulier d'un véhicule automobile
CN108023140A (zh) * 2017-11-15 2018-05-11 天津市泽盛鹏飞科技发展有限责任公司 一种锂电池温度控制装置
CN207834511U (zh) * 2017-12-15 2018-09-07 华南理工大学 一种大温差环境下动力电池热管理装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9537188B2 (en) * 2013-03-20 2017-01-03 Dr. Ing H.C.F. Porsche Aktiengesellschaft Temperature control device
EP3098898B1 (fr) * 2015-05-28 2018-01-10 Mahle International GmbH Dispositif de régulation de température pour réguler la température d'une batterie, en particulier d'un véhicule automobile
CN108023140A (zh) * 2017-11-15 2018-05-11 天津市泽盛鹏飞科技发展有限责任公司 一种锂电池温度控制装置
CN207834511U (zh) * 2017-12-15 2018-09-07 华南理工大学 一种大温差环境下动力电池热管理装置

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