FR3092392A1 - cooler for a battery of a motor vehicle. - Google Patents
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Abstract
Refroidisseur (1) comprenant une plaque de base (2), et une plaque de contact (3) entièrement métallique assemblée contre la plaque de base (2) et formant entre-elles un premier niveau (4) de circulation d’un fluide caloporteur, la plaque de contact (3) étant en contact avec un élément à refroidir (5) par conduction. Ce refroidisseur (1) est tel que la plaque de base (2) comprend, dans son épaisseur, un espace interne formant un deuxième niveau (6) de circulation du fluide caloporteur, la plaque de base (2) étant réalisée en une matière thermo-isolante dont la conductivité thermique λ est inférieure à 2 W·m−1·K−1 à 20°C. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1Cooler (1) comprising a base plate (2), and an all-metal contact plate (3) assembled against the base plate (2) and forming between them a first level (4) for the circulation of a heat transfer fluid , the contact plate (3) being in contact with an element to be cooled (5) by conduction. This cooler (1) is such that the base plate (2) comprises, in its thickness, an internal space forming a second level (6) for circulation of the heat transfer fluid, the base plate (2) being made of a thermo material. -insulator whose thermal conductivity λ is less than 2 W m − 1 K − 1 at 20 ° C. Figure to be published with the abstract: Fig. 1
Description
La présente invention concerne un refroidisseur pour une batterie d'un véhicule automobile, notamment un refroidisseur intégré dans un pack batteries d’un véhicule hybride ou électrique.The present invention relates to a cooler for a battery of a motor vehicle, in particular a cooler integrated in a battery pack of a hybrid or electric vehicle.
Les véhicules automobiles, s’ils sont à propulsion électrique ou hybride, comportent une ou des batteries de traction (ou propulsion) reliées à un réseau de puissance pour alimenter les moteurs électriques de traction (ou de propulsion).Motor vehicles, if they are electric or hybrid, include one or more traction (or propulsion) batteries connected to a power network to supply the electric traction (or propulsion) motors.
On comprendra par batterie, dans tout le texte de ce document, un ensemble comprenant au moins un module de batterie contenant au moins une cellule électrochimique. Cette batterie comprend éventuellement des moyens électriques ou électroniques pour la gestion d’énergie électrique de ce au moins un module. Lorsqu’il y a plusieurs modules, ils sont regroupés dans un carter et forment alors un bloc batteries, ce bloc batteries étant souvent désigné par l’expression anglaise « pack batteries », ce carter contenant généralement une interface de montage, et des bornes de raccordement.The term “battery” will be understood throughout the text of this document to mean an assembly comprising at least one battery module containing at least one electrochemical cell. This battery optionally comprises electrical or electronic means for managing the electrical energy of this at least one module. When there are several modules, they are grouped together in a casing and then form a battery pack, this battery pack being often designated by the English expression "battery pack", this casing generally containing a mounting interface, and terminals for connection.
Par ailleurs, on comprendra par cellule électrochimique dans tout le texte de ce document, des cellules générant du courant par réaction chimique, par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion), de type Ni-Mh, ou Ni-Cd ou encore plomb.Furthermore, the term electrochemical cell will be understood throughout the text of this document to mean cells generating current by chemical reaction, for example of the lithium-ion (or Li-ion) type, of the Ni-Mh or Ni-Cd or still lead.
La capacité et la puissance de ces batteries sont en constante augmentation, notamment grâce à la technologie lithium-ion « Li-ion ». Cependant, ce type de batteries pose des problèmes liés à la température de fonctionnement.The capacity and power of these batteries are constantly increasing, in particular thanks to lithium-ion “Li-ion” technology. However, this type of batteries poses problems related to the operating temperature.
En effet, les batteries au lithium-ion ont des performances limitées avec des températures négatives, et les températures élevées les dégradent rapidement.Indeed, lithium-ion batteries have limited performance with negative temperatures, and high temperatures degrade them quickly.
Pour améliorer leur fonctionnement à froid, on peut modifier les matériaux des électrodes, ou l'électrolyte, mais ces solutions peuvent dégrader certaines performances des batteries, notamment à chaud, ce qui réduit leur durée de vie. On peut aussi prévoir un nombre plus important de cellules en parallèle. Ces différentes solutions augmentent notablement les coûts des batteries.To improve their operation when cold, it is possible to modify the materials of the electrodes, or the electrolyte, but these solutions can degrade certain performances of the batteries, in particular when hot, which reduces their service life. It is also possible to provide a larger number of cells in parallel. These different solutions significantly increase battery costs.
Une autre solution consiste à réguler la température de ces batteries par un système de refroidissement parcouru par un fluide caloporteur, généralement de l’eau glycolée, ce système comprenant des refroidisseurs. Ces refroidisseurs, généralement en forme de plaque en contact avec les modules, sont reliés hydrauliquement entre eux en série et/ou en parallèle, ou encore indépendants les uns des autres.Another solution consists in regulating the temperature of these batteries by a cooling system traversed by a heat transfer fluid, generally glycol water, this system comprising coolers. These coolers, generally in the form of a plate in contact with the modules, are hydraulically connected to each other in series and/or in parallel, or even independent of each other.
Or les performances des batteries (puissance, énergie embarquée, sécurité) provoquent de fortes contraintes sur la conception et l’intégration des refroidisseurs. Il est donc nécessaire d’optimiser ce système de refroidissement, notamment les refroidisseurs, pour s’adapter au mieux à la complexité des batteries, avec en outre des objectifs de réduction de coûts de fabrications.However, the performance of the batteries (power, on-board energy, safety) causes strong constraints on the design and integration of coolers. It is therefore necessary to optimize this cooling system, in particular the coolers, to best adapt to the complexity of the batteries, with the additional objective of reducing manufacturing costs.
On connaît par exemple, du document FR-A1-3 003 938, une plaque de refroidissement économique pour un pack batteries, comprenant une plaque de base en plastique et une plaque de contact métallique. Si cette solution est économique, elle ne permet pas un assemblage rigide du refroidisseur, qui est donc de dimension limitée et non adaptée à un grand regroupement de modules, ce grand regroupement nécessitant alors plusieurs refroidisseurs, et donc plusieurs conduites d’interconnexion qui sont autant de sources de fuite potentielles du fluide.For example, document FR-A1-3 003 938 discloses an economical cooling plate for a battery pack, comprising a plastic base plate and a metal contact plate. If this solution is economical, it does not allow a rigid assembly of the cooler, which is therefore of limited size and not suitable for a large grouping of modules, this large grouping then requiring several coolers, and therefore several interconnecting pipes which are as much potential sources of fluid leakage.
On connaît en outre, du document FR-A1- 3 011 131, une plaque de refroidissement à deux niveaux de circulation du fluide, de sens opposé de circulation, cette plaque étant constituée par trois feuilles métalliques et thermo-conductrices, empilées, et brasées entre-elles.Also known from document FR-A1-3 011 131 is a cooling plate with two levels of fluid circulation, in the opposite direction of circulation, this plate being constituted by three metallic and heat-conductive sheets, stacked, and brazed between them.
Si cette solution permet une homogénéisation du refroidissement du module, l’efficacité (puissance) du refroidissement n’est pas optimale car une partie du fluide sortant réchauffe une partie du fluide rentrant, créant ainsi une perte thermique interne. En outre, cette solution impose des feuilles métalliques et donc le brasage, qui est une technologie d’assemblage qui ne permet pas de réaliser de grands refroidisseurs (limitation par le procédé). En outre, ce refroidisseur ne présente pas non plus une rigidité suffisante pour être de grande dimension.If this solution allows a homogenization of the cooling of the module, the efficiency (power) of the cooling is not optimal because part of the outgoing fluid heats up part of the incoming fluid, thus creating an internal heat loss. In addition, this solution requires metal sheets and therefore brazing, which is an assembly technology that does not allow the production of large coolers (limitation by the process). In addition, this cooler also does not have sufficient rigidity to be of large size.
Le but de l’invention est de remédier à au moins l’un de ces inconvénients, notamment en optimisant la structure du refroidisseur pour lui permettre d’avoir à la fois une grande dimension et une bonne efficacité de refroidissement.The object of the invention is to remedy at least one of these drawbacks, in particular by optimizing the structure of the cooler to allow it to have both a large size and good cooling efficiency.
A cet effet, l’invention a pour objet un refroidisseur comprenant une plaque de base, et une plaque de contact entièrement métallique assemblée contre la plaque de base et formant entre-elles un premier niveau de circulation d’un fluide caloporteur, la plaque de contact étant en contact avec un élément à refroidir par conduction, ce refroidisseur étant tel que la plaque de base comprend, dans son épaisseur, un espace interne formant un deuxième niveau de circulation du fluide caloporteur, la plaque de base étant réalisée en une matière thermo-isolante dont la conductivité thermique (λ ) est inférieure à 2 W·m−1·K−1 à 20°C.To this end, the subject of the invention is a cooler comprising a base plate, and an all-metal contact plate assembled against the base plate and forming between them a first level of circulation of a heat transfer fluid, the contact being in contact with an element to be cooled by conduction, this cooler being such that the base plate comprises, in its thickness, an internal space forming a second level of circulation of the heat transfer fluid, the base plate being made of a thermal material - insulating whose thermal conductivity (λ ) is less than 2 W m−1 K−1 at 20°C.
Ainsi la matière thermo-isolante, par exemple thermoplastique, permet d’éviter les pertes thermiques internes entre les deux niveaux et donc d’améliorer l’efficacité du refroidisseur (meilleur rendement thermique). Cette matière est en outre une matière moins couteuse que le métal et notamment l’aluminium, le cuivre, ou l’acier inoxydable.Thus the heat-insulating material, for example thermoplastic, makes it possible to avoid internal heat losses between the two levels and therefore to improve the efficiency of the cooler (better thermal efficiency). This material is also a less expensive material than metal and in particular aluminum, copper, or stainless steel.
Un autre avantage est qu’il n’y a plus besoin d’assembler la plaque de base et la plaque de contact par un procédé classique de brasage. Ce procédé de brasage ne limite donc plus la taille possible du refroidisseur, limitation qui était due à la capacité limitée des fours de brasage. En outre, la plaque de base ayant un espace interne formant un deuxième niveau de circulation du fluide caloporteur, présente une rigidité à la déformation améliorée, car elle présente un module d’inertie bien plus grand qu’une simple plaque emboutie.Another advantage is that there is no longer any need to assemble the base plate and the contact plate by a conventional brazing process. This brazing process therefore no longer limits the possible size of the cooler, a limitation which was due to the limited capacity of brazing furnaces. In addition, the base plate having an internal space forming a second level of circulation of the heat transfer fluid, has improved rigidity to deformation, because it has a much larger modulus of inertia than a simple stamped plate.
Un autre avantage encore est que, lorsqu’il y a plusieurs refroidisseurs reliés hydrauliquement entre-deux, cette plaque de base permet d’homogénéiser le refroidissement entre chaque refroidisseur en utilisant le deuxième niveau comme une simple conduite amenant un fluide non réchauffé à un second refroidisseur, et donc, d’homogénéiser le refroidissement sur l’ensemble des modules d’une batterie.Yet another advantage is that, when there are several coolers hydraulically connected in between, this base plate makes it possible to homogenize the cooling between each cooler by using the second level as a simple pipe bringing an unheated fluid to a second cooler, and therefore, to homogenize the cooling on all the modules of a battery.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la plaque de base comprend une première paroi en vis-à-vis d’une deuxième paroi, un espace préservé entre les deux parois formant l’espace interne.According to one embodiment of the invention, the base plate comprises a first wall facing a second wall, a space preserved between the two walls forming the internal space.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la première et la deuxième paroi sont en matériaux thermoplastique et sont assemblées par soudage, notamment par soudage ultrason, lame chauffante, rotation, laser, ou encore haute fréquence.According to one embodiment of the invention, the first and the second wall are made of thermoplastic materials and are assembled by welding, in particular by ultrasonic welding, heating blade, rotation, laser, or even high frequency.
Selon une variante de réalisation de l’invention, la première et la deuxième paroi sont assemblées par collage, rivetage, vissage, encliquetage, ou bouterollage.According to a variant embodiment of the invention, the first and the second wall are assembled by gluing, riveting, screwing, snap-fastening, or riveting.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la plaque de base comprend un joint d’étanchéité au fluide entre la première et la deuxième paroi.According to one embodiment of the invention, the base plate includes a fluid seal between the first and the second wall.
Selon une variante de réalisation de l’invention, la plaque de base est réalisée en une seule pièce par moulage.According to a variant embodiment of the invention, the base plate is made in one piece by molding.
Cette variante garantie l’étanchéité au fluide du deuxième niveau, tout en réalisant une plaque de base monobloc, et donc une plaque de base de grande rigidité, autorisant de grandes dimensions pour la plaque de base et donc, le refroidisseur.This variant guarantees fluid tightness of the second level, while producing a one-piece base plate, and therefore a very rigid base plate, allowing large dimensions for the base plate and therefore the cooler.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la plaque de contact comprend à sa périphérie des languettes sertissant la plaque de base contre la plaque de contact.According to one embodiment of the invention, the contact plate comprises at its periphery tongues crimping the base plate against the contact plate.
Un avantage de cette caractéristique est la simplicité d’assemblage, qui permet un assemblage de grandes plaques de base. En outre, ce sertissage peut solidariser entre elles en une seule opération la plaque de contact, la première paroi, et la deuxième paroi.An advantage of this feature is the simplicity of assembly, which allows assembly of large base plates. In addition, this crimping can secure together in a single operation the contact plate, the first wall, and the second wall.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le fluide circule selon un premier flux à travers le premier niveau, et un deuxième flux au deuxième niveau, le premier et le deuxième flux étant parallèles et de même sens, ce refroidisseur comprenant une entrée du fluide commune aux deux niveaux, une première sortie du fluide du premier niveau, une deuxième sortie du fluide du deuxième niveau, l’entrée du fluide étant l’unique communication fluidique entre les deux niveaux.According to one embodiment of the invention, the fluid circulates according to a first flow through the first level, and a second flow at the second level, the first and the second flow being parallel and in the same direction, this cooler comprising an inlet of the fluid common to the two levels, a first outlet for the fluid from the first level, a second outlet for the fluid from the second level, the fluid inlet being the only fluid communication between the two levels.
Ainsi le deuxième niveau remplace une conduite de fluide, et le fluide entrant dans le refroidisseur est divisé en ces deux flux, la fraicheur du deuxième flux étant préservée grâce à la propriété de thermo-isolation de la plaque de base, pour par exemple aller refroidir un second module de batterie. On économise ainsi de la place (place qui serait prise par une conduite) et des raccords de conduite, toujours source de fuite du fluide.Thus the second level replaces a fluid pipe, and the fluid entering the cooler is divided into these two flows, the freshness of the second flow being preserved thanks to the thermal insulation property of the base plate, for example to cool a second battery module. This saves space (space that would be taken up by a pipe) and pipe fittings, which are always a source of fluid leakage.
On comprendra par flux, dans tout le texte de ce document, le sens de progression du fluide de l’entrée (fluide froid pour un refroidisseur) vers la sortie (fluide chaud pour un refroidisseur) du fluide pour un niveau considéré, sans tenir compte du parcours réalisé par le fluide entre cette entrée et cette sortie. Le terme flux est utilisé par analogie au flux thermique, le fluide se réchauffant tout au long de son parcours et quelle que soit la forme de ce parcours (par exemple en forme de serpentin). Il est bien évident que si le refroidisseur est utilisé comme réchauffeur, le flux est toujours à considérer de l’entrée du fluide (fluide chaud) vers la sortie (fluide froid) du fluide pour un niveau considéré.We understand by flow, throughout the text of this document, the direction of progression of the fluid from the inlet (cold fluid for a cooler) towards the outlet (hot fluid for a cooler) of the fluid for a level considered, without taking into account of the path taken by the fluid between this inlet and this outlet. The term flux is used by analogy to heat flux, the fluid heating up throughout its course and whatever the shape of this course (for example in the form of a serpentine). It is obvious that if the chiller is used as a heater, the flow is always to be considered from the fluid inlet (hot fluid) to the fluid outlet (cold fluid) for a level considered.
En outre, le deuxième niveau étant thermiquement isolé, que le refroidisseur soit utilisé en refroidisseur ou réchauffeur, le flux de ce deuxième niveau sera toujours à considérer de l’entrée du fluide du deuxième niveau vers la sortie du fluide du deuxième niveau, même si le flux d’échange thermique est ici nul.In addition, the second level being thermally insulated, whether the cooler is used as a cooler or a heater, the flow of this second level will always be considered from the fluid inlet of the second level to the fluid outlet of the second level, even if the heat exchange flow is zero here.
Selon une variante de réalisation de l’invention, le fluide circule selon le premier flux à travers le premier niveau, et le deuxième flux à travers le deuxième niveau, le premier et le deuxième flux étant parallèles et de sens opposé, ce refroidisseur comprenant une entrée du fluide du premier niveau, une sortie du fluide du deuxième niveau, et un passage de fluide entre les deux niveaux, distant de l’entrée du fluide.According to a variant embodiment of the invention, the fluid circulates according to the first flow through the first level, and the second flow through the second level, the first and the second flow being parallel and in opposite directions, this cooler comprising a fluid inlet of the first level, a fluid outlet of the second level, and a fluid passage between the two levels, remote from the fluid inlet.
Ainsi cette configuration permet d’avoir l’entrée du fluide et la sortie du fluide à proximité l’une de l’autre, par exemple sur un même coté du module de batterie (qui sont généralement parallélépipédiques).Thus this configuration makes it possible to have the fluid inlet and the fluid outlet close to each other, for example on the same side of the battery module (which are generally parallelepipedic).
L’invention a également pour objet un véhicule, notamment un véhicule électrique ou hybride, ce véhicule comprenant un bloc batterie contenant au moins un module de batterie, ce bloc batterie comprenant un refroidisseur tel que précédemment décrit, l’élément à refroidir par conduction étant une face du module de batterie.The invention also relates to a vehicle, in particular an electric or hybrid vehicle, this vehicle comprising a battery pack containing at least one battery module, this battery pack comprising a cooler as previously described, the element to be cooled by conduction being one side of the battery module.
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description des exemples de réalisation non limitatifs qui vont suivre, faite en référence aux figures 1 à 4 annexées, qui représentent :Other characteristics, objects and advantages of the invention will appear on reading the description of the non-limiting examples of embodiment which will follow, made with reference to the appended figures 1 to 4, which represent:
Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations de principe et sont destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité.It should be borne in mind that the figures are given by way of examples and do not limit the invention. They constitute representations of principle and are intended to facilitate understanding of the invention and are not necessarily scaled to practical applications. In particular, the dimensions of the various elements shown are not representative of reality.
En outre, pour faciliter la lecture, les références des éléments inchangés ou ayant la même fonction sont communes à toutes les figures, les exemples de réalisation, et les variantes de réalisation.In addition, to facilitate reading, the references of the elements that are unchanged or have the same function are common to all the figures, the exemplary embodiments, and the variant embodiments.
La figure 1illustre un refroidisseur 1 selon un premier exemple de réalisation, comprenant une plaque de base 2, et une plaque de contact 3 entièrement métallique assemblée contre la plaque de base 2 et formant entre-elles un premier niveau 4 de circulation d’un fluide caloporteur, la plaque de contact 3 étant en contact avec un élément à refroidir 5 par conduction, ce refroidisseur 1 étant tel que la plaque de base 2 comprend, dans son épaisseur, un espace interne formant un deuxième niveau 6 de circulation du fluide caloporteur, la plaque de base 2 étant réalisée en une matière thermo-isolante dont la conductivité thermique λ est inférieure à 2 W·m−1·K−1 à 20°C. FIG. 1 illustrates a cooler 1 according to a first embodiment, comprising a base plate 2, and an all-metal contact plate 3 assembled against the base plate 2 and forming between them a first level 4 for the circulation of a heat transfer fluid, the contact plate 3 being in contact with an element to be cooled 5 by conduction, this cooler 1 being such that the base plate 2 comprises, in its thickness, an internal space forming a second level 6 for the circulation of the heat transfer fluid , the base plate 2 being made of a heat-insulating material whose thermal conductivity λ is less than 2 W·m−1·K−1 at 20°C.
Des exemples de matières possibles sont les plastiques, dont la conductivité thermique λ oscille entre 0,15 à 0,50 W·m−1·K−1 à 20°C.Examples of possible materials are plastics, whose thermal conductivity λ oscillates between 0.15 and 0.50 W·m−1·K−1 at 20°C.
De façon avantageuse, ces matières sont des plastiques chargés en fibres, par exemple les résines chargées en fibres de verre ou de carbone, formant alors une matière dont la conductivité thermique sera un peu plus élevée que les plastiques non chargés, entre 0,15 et 2 W·m−1·K−1 à 20°C selon l’orientation ou non des fibres, et le sens de propagation de la chaleur considéré, et permettant d’augmenter la rigidité de la plaque de base 2 et donc, d’augmenter sa taille.Advantageously, these materials are plastics filled with fibers, for example resins filled with glass or carbon fibers, then forming a material whose thermal conductivity will be a little higher than unfilled plastics, between 0.15 and 2 W·m−1·K−1 at 20°C depending on the orientation or not of the fibers, and the direction of propagation of the heat considered, and making it possible to increase the rigidity of the base plate 2 and therefore, d increase its size.
La plaque de base 2 comprend une première paroi 7 en vis-à-vis d’une deuxième paroi 8, un espace préservé entre les deux parois 7, 8 formant l’espace interne. Dans cette première variante illustrée, la première paroi 7 et la seconde paroi 8 sont des plaques distinctes, et la plaque de contact 3 comprend à sa périphérie des languettes 9 sertissant la plaque de base 2 contre la plaque de contact 3 en prenant en sandwich la première paroi 7 entre la deuxième paroi 8 et la plaque de contact 3. Ce sertissage réalise l’étanchéité périphérique des deux niveaux 4, 6 par serrage de la plaque de contact 3 et de la première paroi 7 et de la deuxième paroi 8 entre elles.The base plate 2 comprises a first wall 7 facing a second wall 8, a space preserved between the two walls 7, 8 forming the internal space. In this first variant illustrated, the first wall 7 and the second wall 8 are separate plates, and the contact plate 3 comprises at its periphery tabs 9 crimping the base plate 2 against the contact plate 3 by sandwiching the first wall 7 between the second wall 8 and the contact plate 3. This crimping produces the peripheral sealing of the two levels 4, 6 by tightening the contact plate 3 and the first wall 7 and the second wall 8 between them .
La plaque de contact 3 comprend un premier orifice d’entrée 17 du fluide caloporteur dans le premier niveau 4, ce premier orifice d’entrée 17 étant raccordé à une conduite d’entrée 21. La première paroi 7 comprend un deuxième orifice d’entrée 19 du fluide caloporteur dans le deuxième niveau 6, ce deuxième orifice d’entrée 19 étant commun aux deux niveaux et ayant aussi pour fonction d’être un premier orifice de sortie 19 du fluide caloporteur du premier niveau 4, vers le deuxième niveau 6. La première paroi 7 comprend en outre un deuxième orifice de sortie 18 du fluide caloporteur du deuxième niveau 6, deuxième orifice de sortie 18 raccordé à une conduite de sortie 20, cette conduite de sortie 20 traversant de façon étanche la plaque de contact 3 par un orifice de conduite 40 pratiqué à travers la plaque de contact 3. La conduite d’entrée 21 et la conduite de sortie 20 dépassent alors toutes les deux de la face supérieure de la plaque de contact 3.The contact plate 3 comprises a first inlet 17 for the heat transfer fluid in the first level 4, this first inlet 17 being connected to an inlet pipe 21. The first wall 7 comprises a second inlet 19 of the heat transfer fluid in the second level 6, this second inlet 19 being common to the two levels and also having the function of being a first outlet orifice 19 of the heat transfer fluid from the first level 4, towards the second level 6. The first wall 7 further comprises a second outlet orifice 18 for the heat transfer fluid of the second level 6, second outlet orifice 18 connected to an outlet pipe 20, this outlet pipe 20 passing through the contact plate 3 in a sealed manner by a conduit orifice 40 made through the contact plate 3. The inlet conduit 21 and the outlet conduit 20 then both protrude from the upper face of the contact plate 3.
En variante de réalisation, non illustrée, c’est la deuxième paroi 8 qui comprend ce deuxième orifice de sortie 18, la conduite d’entrée 21 dépassant de la face supérieure de la plaque de contact 3, alors que la conduite de sortie 20 dépasse de la face inférieure de la deuxième paroi 8.In a variant embodiment, not shown, it is the second wall 8 which comprises this second outlet orifice 18, the inlet pipe 21 protruding from the upper face of the contact plate 3, whereas the outlet pipe 20 protrudes from the underside of the second wall 8.
La figure 2, qui illustre une section transversale de la figure 1, et donc du premier exemple de réalisation, divulgue un premier joint 10 interposé entre la plaque de contact 3 et la première paroi 7 sur leur périphérie. De même, un second joint 11 peut être interposé entre la première paroi 7 et la deuxième paroi 8 sur leur périphérie. Ces deux joints 10, 11 sont alors comprimés par le sertissage, entre des surfaces de contact entre la plaque de contacte 3, la première paroi 7, la seconde paroi 8. En variante, ces joints 10, 11 sont des bourrelets réalisés à partir de la première paroi 7 et donc de même matière que la première paroi 7, soit rapporté par un procédé de bi injection, sur une face ou les deux faces de la première paroi 7. La figure 2 illustre l’exemple où le second joint 11 est un bourrelet de la première paroi 7, alors que le premier joint 10 est un joint rapporté, par exemple un joint de section circulaire, entre la plaque de contact 3 et la première paroi 7. On notera que dans cette section, seule la plaque de contact 3 et la deuxième paroi 8 sont hachurées. LA plaque de base 2 comprend la première paroi 7 et la deuxième paroi 8. Figure 2 , which illustrates a cross section of Figure 1, and therefore of the first embodiment, discloses a first seal 10 interposed between the contact plate 3 and the first wall 7 on their periphery. Similarly, a second gasket 11 can be interposed between the first wall 7 and the second wall 8 on their periphery. These two seals 10, 11 are then compressed by crimping, between contact surfaces between the contact plate 3, the first wall 7, the second wall 8. Alternatively, these seals 10, 11 are beads made from the first wall 7 and therefore of the same material as the first wall 7, is added by a bi-injection process, on one side or both sides of the first wall 7. FIG. 2 illustrates the example where the second seal 11 is a bead of the first wall 7, while the first gasket 10 is an added gasket, for example a gasket of circular section, between the contact plate 3 and the first wall 7. It will be noted that in this section, only the contact 3 and the second wall 8 are hatched. The base plate 2 comprises the first wall 7 and the second wall 8.
La figure 2 illustre en outre les languettes 9 selon leur section transversale, qui une fois serties, présentent un rebord 14 recourbé contre une face extérieure 15 de la plaque de base 2. Cette face extérieure 15 est la surface inférieure de la deuxième paroi 8.Figure 2 further illustrates the tabs 9 according to their cross section, which once crimped, have a rim 14 curved against an outer face 15 of the base plate 2. This outer face 15 is the lower surface of the second wall 8.
On peut constater que la première paroi 7 comprend des premières protubérances 12 dépassant vers la plaque de contact 3 et allant jusqu’à prendre appui sur la plaque de contact 3, dans le premier niveau 4. Ces premières protubérances 12 sont réparties sur la surface supérieure de la première paroi 7, le haut étant défini comme la surface de la plaque de contact 3 qui est en contact avec l’élément à refroidir 5, et le bas étant la surface de la plaque de base 2 opposée à la plaque de contact 3, soit la surface inférieure 15 de la deuxième paroi 8. On constate également que la deuxième paroi 8 comprend des deuxièmes protubérances 13 dépassant vers la première paroi 7 et allant jusqu’à prendre appui sur la face inférieure de la première paroi 7. Ces premières et deuxièmes protubérances 12, 13 ont pour double rôle de permettre de supporter le poids de l’élément à refroidir 5, et de former des canaux de guidage du fluide dans le premier et deuxième niveau 4, 6.It can be seen that the first wall 7 comprises first protuberances 12 protruding towards the contact plate 3 and going so far as to rest on the contact plate 3, in the first level 4. These first protuberances 12 are distributed over the upper surface of the first wall 7, the top being defined as the surface of the contact plate 3 which is in contact with the element to be cooled 5, and the bottom being the surface of the base plate 2 opposite to the contact plate 3 , i.e. the lower surface 15 of the second wall 8. It is also noted that the second wall 8 comprises second protuberances 13 projecting towards the first wall 7 and going so far as to rest on the lower face of the first wall 7. These first and second protrusions 12, 13 have the dual role of making it possible to support the weight of the element to be cooled 5, and to form channels for guiding the fluid in the first and second level 4, 6.
Cette définition de haut, bas, supérieur, inférieur, est applicable dans tout le texte de ce document.This definition of top, bottom, superior, inferior, is applicable throughout the text of this document.
Sur cette figure 2, comme sur toutes les autres figures, L’élément à refroidir 5 est un ou plusieurs modules de batterie 5. Dans toutes les illustrations, le haut et le bas correspondent à la gravité terrestre et le module de batterie 5 repose sur le refroidisseur 1 qui lui-même repose sur un carter d’un bloc batterie (non représenté). Comme précédemment décrit, le refroidisseur 1 doit donc supporter le poids des modules de batteries 5, d’où la présence des protubérances 12, 13. Mais ce refroidisseur 1 est également positionnable sur une face verticale du module de batterie 5.In this figure 2, as in all the other figures, the element to be cooled 5 is one or more battery modules 5. In all the illustrations, the top and bottom correspond to the earth's gravity and the battery module 5 rests on the cooler 1 which itself rests on a casing of a battery unit (not shown). As previously described, the cooler 1 must therefore support the weight of the battery modules 5, hence the presence of the protrusions 12, 13. But this cooler 1 can also be positioned on a vertical face of the battery module 5.
Pour faciliter la conduction thermique entre la plaque de contacte 3 et le module de batterie 5, est interposé un élément de conduction thermique d’interface 16 entre les deux, par exemple une pâte thermique ou un tapis thermique, dont sa capacité à se déformer a pour rôle d’assurer la conductivité thermique sur une surface la plus grande possible entre le module de batterie 5 et la plaque de contacte 3.To facilitate thermal conduction between the contact plate 3 and the battery module 5, an interface thermal conduction element 16 is interposed between the two, for example a thermal paste or a thermal mat, whose ability to deform has the role of ensuring thermal conductivity over the largest possible surface between the battery module 5 and the contact plate 3.
Dans une variante de réalisation, non illustrée, la première et la deuxième paroi 7, 8 sont en matériaux thermoplastique et sont assemblées par soudage, notamment par soudage ultrason, lame chauffante, rotation, laser, ou encore haute fréquence.In a variant embodiment, not illustrated, the first and the second wall 7, 8 are made of thermoplastic materials and are assembled by welding, in particular by ultrasonic welding, heating blade, rotation, laser, or else high frequency.
Selon une variante de réalisation de l’invention, non illustrée, la première et la deuxième paroi 7, 8 sont assemblées par collage, rivetage, vissage, encliquetage, ou bouterollage.According to a variant embodiment of the invention, not illustrated, the first and the second wall 7, 8 are assembled by gluing, riveting, screwing, snap-fastening, or riveting.
Selon une variante de réalisation de l’invention, non illustrée, la plaque de base 2 est réalisée en une seule pièce par moulage, par exemple par injection de plastique sous pression, ou rotomoulage.According to a variant embodiment of the invention, not illustrated, the base plate 2 is produced in a single piece by molding, for example by injection of plastic under pressure, or rotational molding.
La figure 4illustre également le premier exemple de réalisation de l’invention. Le fluide circule selon le premier flux à travers le premier niveau 4, et le deuxième flux à travers le deuxième niveau 6, le premier et le deuxième flux étant parallèles et de sens opposé. Le sens de ces flux est représenté par des flèches sans référence. Ce refroidisseur 1 comprend une entrée du fluide du premier niveau 4 par le premier orifice d’entrée 17, une sortie du fluide du deuxième niveau 6 par le deuxième orifice de sortie 18, et un passage de fluide entre les deux niveaux par le premier orifice de sortie 19 qui est distant de l’entrée du fluide. En particulier, l’entrée du fluide et le passage de fluide entre les deux niveaux sont chacun a une extrémité opposée du refroidisseur 1. FIG. 4 also illustrates the first embodiment of the invention. The fluid circulates according to the first flow through the first level 4, and the second flow through the second level 6, the first and the second flow being parallel and of opposite direction. The direction of these flows is represented by arrows without reference. This cooler 1 comprises an inlet for the fluid from the first level 4 via the first inlet orifice 17, an outlet for the fluid from the second level 6 via the second outlet orifice 18, and a fluid passage between the two levels via the first orifice outlet 19 which is remote from the fluid inlet. In particular, the fluid inlet and the fluid passage between the two levels are each at an opposite end of the cooler 1.
On notera que, sur cette figure 4, le deuxième orifice de sortie 18 est déplacé, par rapport à la figure 2, et tendrait à faire penser que la conduite de sortie 20 est orthogonale à la conduite d’entrée 21. Même si cette configuration est tout à fait envisageable, c’est en fait un artifice pour pouvoir représenter l’orifice de sortie 18 sur cette figure 4, orifice qui serait si non confondu avec la conduite d’entrée 21 et rendrait ce schéma incompréhensible.It will be noted that, in this figure 4, the second outlet orifice 18 is moved, with respect to figure 2, and would tend to suggest that the outlet pipe 20 is orthogonal to the inlet pipe 21. Even if this configuration is quite conceivable, it is in fact an artifice to be able to represent the outlet orifice 18 in this figure 4, an orifice which would otherwise be confused with the inlet pipe 21 and would make this diagram incomprehensible.
La figure 3illustre le deuxième exemple de réalisation de l’invention. Le fluide circule selon un premier flux à travers le premier niveau 4, et un deuxième flux au deuxième niveau 6, le premier et le deuxième flux étant parallèles et de même sens. Ces flux sont représentés par les flèches sans référence. Ce refroidisseur comprend une entrée du fluide commune aux deux niveaux 4, 6, une première sortie du fluide du premier niveau, une deuxième sortie du fluide du deuxième niveau, l’entrée du fluide étant l’unique communication fluidique entre les deux niveaux 4, 6. FIG . 3 illustrates the second embodiment of the invention. The fluid circulates according to a first flow through the first level 4, and a second flow at the second level 6, the first and the second flow being parallel and in the same direction. These flows are represented by the arrows without reference. This cooler comprises a fluid inlet common to the two levels 4, 6, a first fluid outlet from the first level, a second fluid outlet from the second level, the fluid inlet being the only fluid communication between the two levels 4, 6.
L’entrée du fluide commune aux deux niveaux 4, 6 est réalisée, par exemple, par le même premier orifice d’entrée 17 du premier exemple de réalisation, en combinaison avec un troisième orifice d’entrée 22 qui est commun aux deux niveaux 4, 6, c’est-à-dire réalisé dans la première paroi 7. Ce troisième orifice d’entrée 22 est judicieusement placé à proximité de l’entrée du fluide commune aux deux niveaux 4, 6, par exemple en vis-à-vis du premier orifice d’entrée 17. La première paroi 7 a alors pour fonction de diviser le fluide venant du premier orifice d’entrée 17 en deux flux distincts : le premier flux à travers le premier niveau 4, et le deuxième flux à travers le deuxième niveau 6. La répartition du débit du fluide entre ces deux flux dépend essentiellement de la différence des pertes de charges fluidiques entre les deux niveaux 4, 6, ce qui est la réalisation la plus simple, mais en variante non illustrée, on peut envisager une pompe pour chaque niveau 4,6.The fluid inlet common to the two levels 4, 6 is produced, for example, by the same first inlet orifice 17 of the first embodiment, in combination with a third inlet orifice 22 which is common to the two levels 4 , 6, that is to say made in the first wall 7. This third inlet 22 is judiciously placed close to the fluid inlet common to the two levels 4, 6, for example opposite screw of the first inlet orifice 17. The first wall 7 then has the function of dividing the fluid coming from the first inlet orifice 17 into two distinct flows: the first flow through the first level 4, and the second flow through the second level 6. The distribution of the flow rate of the fluid between these two flows essentially depends on the difference in the fluid pressure drops between the two levels 4, 6, which is the simplest embodiment, but in a variant not illustrated, one can consider a pump for each level 4.6.
La première sortie du fluide du premier niveau est réalisée par un troisième orifice de sortie 23, distant du premier orifice d’entrée 17, ces deux orifices étant par exemple chacun à une extrémité opposée du refroidisseur 1. Ce troisième orifice de sortie 23 est par exemple réalisé dans la plaque de contact 3 et relié à une deuxième conduite de sortie (non représentée). Le fluide sortant de ce premier niveau 4 est alors un fluide chaud ou réchauffé par la chaleur des modules de batterie 5, et est évacué, via cette deuxième conduite de sortie, par exemple vers un radiateur (non représenté) qui fait partie d’un circuit de refroidissement connu de l’homme de l’art.The first fluid outlet of the first level is produced by a third outlet orifice 23, distant from the first inlet orifice 17, these two orifices each being for example at an opposite end of the cooler 1. This third outlet orifice 23 is by example made in the contact plate 3 and connected to a second outlet line (not shown). The fluid leaving this first level 4 is then a hot fluid or heated by the heat of the battery modules 5, and is evacuated, via this second outlet pipe, for example to a radiator (not shown) which is part of a cooling circuit known to those skilled in the art.
On notera que ce troisième orifice de sortie 23, pour les mêmes raisons que l’artifice de représentation du deuxième orifice de sortie 18 de la figure 4, est artificiellement représenté de façon visible sur la figure 3, ce qui ne serait pas le cas si cet orifice 23 était dessiné à travers la plaque de contact 3. Même si cette configuration de la figure 3 est tout à fait envisageable, c’est juste un artifice pour pouvoir représenter ce troisième orifice de sortie 23 sur cette figure 3.It will be noted that this third outlet orifice 23, for the same reasons as the artificial representation of the second outlet orifice 18 of FIG. 4, is artificially represented in a visible manner in FIG. 3, which would not be the case if this orifice 23 was drawn through the contact plate 3. Even if this configuration of figure 3 is quite possible, it is just an artifice to be able to represent this third outlet orifice 23 on this figure 3.
La deuxième sortie du fluide du deuxième niveau 6 est réalisée par un quatrième orifice de sortie 24, réalisé préférentiellement dans la première paroi 7 et relié à une troisième conduite de sortie 25. Ce quatrième orifice de sortie 24 peut aussi être réalisé dans la seconde paroi 8, ou plus généralement à travers la plaque de base 2, mais l’avantage de le réaliser dans la première paroi 7 est de pouvoir mettre la troisième conduite de sortie 25 et la deuxième conduite de sortie en parallèle et le fluide sortant dans le même sens, ce qui est un gain en compacité pour le bloc batterie.The second fluid outlet from the second level 6 is produced by a fourth outlet orifice 24, preferably produced in the first wall 7 and connected to a third outlet pipe 25. This fourth outlet orifice 24 can also be produced in the second wall 8, or more generally through the base plate 2, but the advantage of making it in the first wall 7 is to be able to put the third outlet pipe 25 and the second outlet pipe in parallel and the fluid leaving in the same meaning, which is a gain in compactness for the battery pack.
On notera que sur la figure 3, la première paroi 7 a un décroché 31, ce décroché 31 étant une paroi orthogonale au premier niveau 4, et qui ferme l’extrémité de ce premier niveau 4. Cette configuration a l’avantage de permettre à la troisième conduite de sortie 25 de ne pas avoir à traverser la plaque de contact 3, et évite donc d’avoir à réaliser une étanchéité supplémentaire entre cette troisième conduite de sortie 25 et la plaque de contact 3. Mais cette configuration n’est pas impérative, et en variante non représentée, cette troisième conduite de sortie 25 peut, de façon équivalente à la première conduite de sortie 20, traverser de façon étanche la plaque de contact 3.It will be noted that in FIG. 3, the first wall 7 has a hook 31, this hook 31 being a wall orthogonal to the first level 4, and which closes the end of this first level 4. This configuration has the advantage of allowing the third outlet pipe 25 not having to cross the contact plate 3, and therefore avoids having to make an additional seal between this third outlet pipe 25 and the contact plate 3. But this configuration is not imperative, and in a variant not shown, this third outlet pipe 25 can, in an equivalent manner to the first outlet pipe 20, pass through the contact plate 3 in a sealed manner.
Le fluide sortant de cette troisième conduite de sortie 25, est un fluide non réchauffé, ou non refroidit, car il a cheminé à travers le deuxième niveau 6 entre la première paroi 7 et la deuxième paroi 8 qui sont réalisées en une matière thermo-isolante. Ce fluide sortant de cette troisième conduite de sortie 25 peut alors être guidé vers un second refroidisseur 30, le deuxième niveau 6 remplaçant alors simplement une conduite de fluide qui serait encombrante et source de fuites du fluide. Ce guidage est représenté sur la figure 3 par une flèche courbée sans référence, et est réalisé par une conduite (non représentée). Ce second refroidisseur 30 peut être de type quelconque, mais est représenté ici à l’identique du refroidisseur 1 précédemment décrit.The fluid leaving this third outlet pipe 25 is an unheated or uncooled fluid, because it has traveled through the second level 6 between the first wall 7 and the second wall 8 which are made of a heat-insulating material. . This fluid leaving this third outlet pipe 25 can then be guided to a second cooler 30, the second level 6 then simply replacing a fluid pipe which would be cumbersome and a source of fluid leaks. This guidance is shown in Figure 3 by a curved arrow without reference, and is achieved by a pipe (not shown). This second cooler 30 can be of any type, but is shown here identical to the cooler 1 previously described.
L’invention a également pour objet un véhicule (non représenté), notamment un véhicule électrique ou hybride, ce véhicule comprenant un bloc batterie contenant au moins un module de batterie 5, ce bloc batterie comprenant un refroidisseur 1 tel que précédemment décrit, l’élément à refroidir par conduction étant une face du module de batterie 5.The invention also relates to a vehicle (not shown), in particular an electric or hybrid vehicle, this vehicle comprising a battery pack containing at least one battery module 5, this battery pack comprising a cooler 1 as previously described, the element to be cooled by conduction being one face of the battery module 5.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2393139A1 (en) * | 2010-06-03 | 2011-12-07 | SB LiMotive Co., Ltd. | Battery pack |
US20140224452A1 (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | Dana Canada Corporation | Heat exchanger with annular inlet/outlet fitting |
WO2014154883A1 (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | Valeo Systemes Thermiques | Heat-exchange panel for battery heat management and associated production method |
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EP2993435A1 (en) * | 2014-08-11 | 2016-03-09 | Valeo Systemes Thermiques | Heat exchange plate for thermal management of a battery pack |
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