FR3118313A1 - Electricity storage battery and assembly comprising air conditioning and such a battery - Google Patents
Electricity storage battery and assembly comprising air conditioning and such a battery Download PDFInfo
- Publication number
- FR3118313A1 FR3118313A1 FR2013549A FR2013549A FR3118313A1 FR 3118313 A1 FR3118313 A1 FR 3118313A1 FR 2013549 A FR2013549 A FR 2013549A FR 2013549 A FR2013549 A FR 2013549A FR 3118313 A1 FR3118313 A1 FR 3118313A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- electricity storage
- heat exchange
- heat
- battery
- fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title claims abstract description 55
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 84
- 210000000352 storage cell Anatomy 0.000 claims abstract description 38
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 24
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 14
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 10
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 description 28
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 22
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 22
- 208000029152 Small face Diseases 0.000 description 15
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005813 NiMH Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002396 Polyurea Polymers 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 229920002323 Silicone foam Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000826860 Trapezium Species 0.000 description 1
- KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn] Chemical compound [Li].[Mn] KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KFDQGLPGKXUTMZ-UHFFFAOYSA-N [Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Mn].[Co].[Ni] KFDQGLPGKXUTMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N cobalt lithium Chemical compound [Li].[Co] CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920000162 poly(ureaurethane) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 229920003226 polyurethane urea Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000013514 silicone foam Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
- B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
- B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
- H01M10/625—Vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
- H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
- H01M10/6561—Gases
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
- H01M10/6567—Liquids
- H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
- H01M10/663—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
- H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
- H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
- H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
- B60H2001/003—Component temperature regulation using an air flow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
- B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
- B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
- B60K2001/0438—Arrangement under the floor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
- H01M50/293—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Batterie de stockage d’électricité et ensemble comprenant un conditionnement d’air et une telle batterie La batterie (1) comprend :- une enveloppe de batterie (5) ayant une paroi d’échange de chaleur (71) en un matériau conduisant la chaleur ; - un circuit de fluide diélectrique (73) configuré pour faire circuler un fluide diélectrique (69) au contact des cellules de stockage d’électricité (3) et au contact d’un côté interne de la paroi d’échange de chaleur (71) ; - un circuit d’évacuation de chaleur (75), configuré pour faire circuler un fluide caloporteur au contact d’un côté externe de la paroi d’échange de chaleur (71). Figure pour l'abrégé : 3Electricity storage battery and assembly comprising air conditioning and such a battery The battery (1) comprises:- a battery casing (5) having a heat exchange wall (71) of a heat-conducting material ; - a dielectric fluid circuit (73) configured to circulate a dielectric fluid (69) in contact with the electricity storage cells (3) and in contact with an internal side of the heat exchange wall (71) ; - a heat removal circuit (75), configured to circulate a heat transfer fluid in contact with an external side of the heat exchange wall (71). Figure for abstract: 3
Description
La présente invention concerne en général les batteries de stockage d’électricité dont les cellules sont refroidies par immersion dans un fluide diélectrique.The present invention generally relates to electricity storage batteries whose cells are cooled by immersion in a dielectric fluid.
Il est nécessaire dans une telle batterie de refroidir le fluide diélectrique. Une possibilité pour cela est de faire circuler le fluide diélectrique jusqu’à un radiateur agencé à l’avant du véhicule.It is necessary in such a battery to cool the dielectric fluid. One possibility for this is to circulate the dielectric fluid to a radiator arranged at the front of the vehicle.
Cette solution est coûteuse.This solution is expensive.
Dans ce contexte, l’invention vise à proposer une batterie qui ne présente pas le défaut ci-dessus.In this context, the invention aims to provide a battery which does not have the above defect.
A cette fin, l’invention porte sur une batterie de stockage d’électricité de véhicule, la batterie comprenant :To this end, the invention relates to a vehicle electricity storage battery, the battery comprising:
- des cellules de stockage d’électricité ;- electricity storage cells;
- une enveloppe de batterie comprenant un volume interne dans lequel sont logées les cellules de stockage d’électricité, l’enveloppe de batterie ayant une paroi d’échange de chaleur en un matériau conduisant la chaleur ;- a battery casing comprising an internal volume in which the electricity storage cells are housed, the battery casing having a heat exchange wall made of a heat-conducting material;
- un fluide diélectrique ;- a dielectric fluid;
- un circuit de fluide diélectrique configuré pour faire circuler le fluide diélectrique au contact des cellules de stockage d’électricité et pour faire circuler le fluide diélectrique au contact d’un côté interne de la paroi d’échange de chaleur ;- a dielectric fluid circuit configured to circulate the dielectric fluid in contact with the electricity storage cells and to circulate the dielectric fluid in contact with an internal side of the heat exchange wall;
- un circuit d’évacuation de chaleur, configuré pour faire circuler un fluide caloporteur au contact d’un côté externe de la paroi d’échange de chaleur.- a heat removal circuit, configured to circulate a heat transfer fluid in contact with an external side of the heat exchange wall.
Ainsi, l’échange de chaleur entre le fluide diélectrique et le fluide caloporteur est effectué au niveau d’une paroi de l’enveloppe de batterie. Le circuit de fluide diélectrique est drastiquement simplifié, puisque le fluide diélectrique ne circule qu’à l’intérieur de l’enveloppe de batterie. Le volume de fluide diélectrique est également diminué, ce qui contribue à limiter le coût.Thus, the heat exchange between the dielectric fluid and the heat transfer fluid is carried out at the level of a wall of the battery casing. The dielectric fluid circuit is drastically simplified, since the dielectric fluid only circulates inside the battery casing. The volume of dielectric fluid is also reduced, which contributes to limiting the cost.
La circulation du fluide caloporteur au contact de la paroi d’échange de chaleur peut être assez facilement aménagée, ce qui contribue à diminuer le coût global.The circulation of the heat transfer fluid in contact with the heat exchange wall can be arranged quite easily, which contributes to reducing the overall cost.
La batterie peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :The battery may also have one or more of the characteristics below, considered individually or in all technically possible combinations:
- la paroi d’échange de chaleur délimite directement le volume interne ;- the heat exchange wall directly delimits the internal volume;
- l’enveloppe de batterie comprend une structure porteuse sur laquelle reposent les cellules de stockage d’électricité, la paroi d’échange de chaleur appartenant à la structure porteuse et délimitant la structure porteuse vers le volume interne ;- the battery casing comprises a supporting structure on which the electricity storage cells rest, the heat exchange wall belonging to the supporting structure and delimiting the supporting structure towards the internal volume;
- le circuit de fluide diélectrique comprend des canaux inférieurs dans lesquels le fluide diélectrique est directement en contact avec les cellules de stockage d’électricité et directement en contact avec la paroi d’échange de chaleur ;- the dielectric fluid circuit comprises lower channels in which the dielectric fluid is directly in contact with the electricity storage cells and directly in contact with the heat exchange wall;
- la batterie comporte une structure entretoise par l’intermédiaire de laquelle les cellules de stockage d’électricité reposent sur la paroi d’échange de chaleur, la structure entretoise délimitant les canaux inférieurs ;- the battery comprises a spacer structure through which the electricity storage cells rest on the heat exchange wall, the spacer structure delimiting the lower channels;
- la structure entretoise comprend une pluralité de profils longitudinaux espacés transversalement les uns des autres et définissant entre eux les canaux inférieurs, les profils longitudinaux étant raccordés les uns aux autres par des barrettes disposées dans les canaux inférieurs ;- the spacer structure comprises a plurality of longitudinal profiles spaced transversely from each other and defining between them the lower channels, the longitudinal profiles being connected to each other by bars arranged in the lower channels;
- la structure porteuse comprend une plaque inférieure s’étendant en vis-à-vis de la plaque d’échange de chaleur, le circuit d’évacuation de chaleur comprenant des canaux de circulation du fluide caloporteur ménagés entre la plaque d’échange de chaleur et la plaque inférieure de la structure porteuse, le long desquels le fluide caloporteur est en contact direct avec la plaque d’échange de chaleur ;- the supporting structure comprises a lower plate extending opposite the heat exchange plate, the heat removal circuit comprising heat transfer fluid circulation channels provided between the heat exchange plate and the lower plate of the support structure, along which the heat transfer fluid is in direct contact with the heat exchange plate;
- la structure porteuse comprend des ailettes rigidement fixées à la plaque d’échange de chaleur et à la plaque inférieure de la structure porteuse, les ailettes délimitant entre elles les canaux de circulation du fluide caloporteur ;- the support structure comprises fins rigidly fixed to the heat exchange plate and to the lower plate of the support structure, the fins defining between them the circulation channels of the heat transfer fluid;
- le fluide caloporteur est de l’air. - the heat transfer fluid is air.
Selon un second aspect, l’invention porte sur un ensemble comprenant un conditionnement d’air et une batterie de stockage d’électricité ayant les caractéristiques ci-dessus, le conditionnement d’air comprenant une prise d’air extérieur, un conduit d’air raccordé à la prise d’air extérieur et un circuit de conditionnement dans lequel circule un fluide de conditionnement, le circuit de conditionnement comportant un évaporateur de fluide de conditionnement ayant un premier côté dans lequel circule le fluide de conditionnement et un second côté intercalé dans le conduit d’air, le conduit d’air étant, en aval du second côté, raccordé fluidiquement à une sortie d’air débouchant dans un habitacle du véhicule et à une entrée de fluide caloporteur du circuit d’évacuation de chaleur.According to a second aspect, the invention relates to an assembly comprising an air conditioning and an electricity storage battery having the above characteristics, the air conditioning comprising an outside air intake, a air connected to the outside air intake and a conditioning circuit in which a conditioning fluid circulates, the conditioning circuit comprising a conditioning fluid evaporator having a first side in which the conditioning fluid circulates and a second side interposed in the air duct, the air duct being, downstream of the second side, fluidly connected to an air outlet opening into a passenger compartment of the vehicle and to a coolant fluid inlet of the heat evacuation circuit.
L’ensemble peut également présenter la caractéristique ci-dessous :The assembly may also have the characteristic below:
- le conditionnement d’air comprend une prise d’air intérieur débouchant dans l’habitacle du véhicule et un conduit d’air supplémentaire raccordant la prise d’air intérieur à l’entrée de fluide caloporteur du circuit d’évacuation de chaleur. - the air conditioning comprises an interior air intake opening into the passenger compartment of the vehicle and an additional air duct connecting the interior air intake to the heat transfer fluid inlet of the heat evacuation circuit.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the detailed description given below, by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended figures, among which:
La batterie électrique représentée sur les figures 1 à 6 est destinée à équiper un véhicule, typiquement un véhicule automobile tel qu’une voiture, un bus ou un camion.The electric battery represented in FIGS. 1 to 6 is intended to equip a vehicle, typically a motor vehicle such as a car, a bus or a truck.
Le véhicule est par exemple un véhicule propulsé par un moteur électrique, le moteur étant alimenté électriquement par la batterie électrique. En variante, le véhicule est de type hybride et comporte ainsi un moteur thermique et un moteur électrique alimenté électriquement par la batterie électrique. Selon encore une autre variante, le véhicule est propulsé par un moteur thermique, la batterie électrique étant prévue pour alimenter électriquement d’autres équipements du véhicule, par exemple le démarreur, les feux, etc…The vehicle is for example a vehicle propelled by an electric motor, the motor being electrically powered by the electric battery. As a variant, the vehicle is of the hybrid type and thus comprises a heat engine and an electric motor powered electrically by the electric battery. According to yet another variant, the vehicle is propelled by a heat engine, the electric battery being provided to electrically supply other equipment of the vehicle, for example the starter, the lights, etc.
La batterie 1 de stockage d’électricité comprend une pluralité de cellules 3 de stockage d’électricité (figures 1, 3 et 5) et une enveloppe de batterie 5 (figures 1 et 3) comprenant un volume interne 7 dans lequel sont logées les cellules de stockage d’électricité 3.The electricity storage battery 1 comprises a plurality of electricity storage cells 3 (FIGS. 1, 3 and 5) and a battery casing 5 (FIGS. 1 and 3) comprising an internal volume 7 in which the cells are housed. electricity storage 3.
Typiquement, les cellules de stockage d’électricité 3 sont agencées de manière à former un ou plusieurs module 9.Typically, the electricity storage cells 3 are arranged so as to form one or more modules 9.
Le nombre de modules 9 est fonction de la capacité de stockage d’électricité de la batterie 1. Dans l’exemple de la
Les cellules de stockage d’électricité 3 sont de tout type adaptées : cellule au lithium de type Lithium-Ion Polymère (Li-Po), Lithium-Fer-Phosphate (LFP), Lithium Cobalt (LCO), Lithium Manganèse (LMO), Nickel-Manganèse-Cobalt (NMC), ou encore cellule type NiMH (Nickel-Metal-Hydrure en anglais).The electricity storage cells 3 are of any suitable type: lithium cell of the Lithium-Ion Polymer (Li-Po), Lithium-Iron-Phosphate (LFP), Lithium Cobalt (LCO), Lithium Manganese (LMO) type, Nickel-Manganese-Cobalt (NMC), or NiMH type cell (Nickel-Metal-Hydride in English).
Par exemple représenté, chaque module 9 comporte douze cellules. Toutefois, le nombre de cellules dans un même module est en variante différent de douze : il est soit supérieur à douze, soit inférieur à douze.For example represented, each module 9 comprises twelve cells. However, the number of cells in the same module is in a variant different from twelve: it is either greater than twelve or less than twelve.
Typiquement, chaque cellule de stockage d’électricité 3 est de forme prismatique.Typically, each electricity storage cell 3 is prismatic in shape.
Elle présente ainsi deux grandes faces 11,13 et quatre petites faces 15, 17, 19, 21 raccordant les deux grandes faces 11, 13 l’une à l’autre (figures 1 et 3).It thus has two large faces 11,13 and four small faces 15, 17, 19, 21 connecting the two large faces 11, 13 to each other (Figures 1 and 3).
Les deux grandes faces 11, 13 sont parallèles et opposées l’une à l’autre. Les quatre petites faces 15, 17, 19, 21 sont perpendiculaires les unes par rapport aux autres et sont perpendiculaires aux grandes faces 11, 13.The two large faces 11, 13 are parallel and opposite to each other. The four small faces 15, 17, 19, 21 are perpendicular to each other and are perpendicular to the large faces 11, 13.
La petite face 15 porte deux contacts électriques 23 (
Dans un même module 9, les cellules de stockage d’électricité 3 sont juxtaposées transversalement. La direction transversale est représentée par une flèche T sur les figures.In the same module 9, the electricity storage cells 3 are juxtaposed transversely. The transverse direction is represented by an arrow T in the figures.
Les cellules 3 sont en contact les unes avec les autres par leurs grandes faces 11,13 respectives.The cells 3 are in contact with each other by their respective large faces 11,13.
Les petites faces 15 portant les contacts électriques sont tournées du même côté et sont juxtaposées. Les contacts électriques des différentes cellules d’un même module 9 sont raccordés les uns aux autres, de manière à placer les cellules de stockage d’électricité 3 en série et/ou en parallèle. Les connecteurs permettant de raccorder les contacts électriques des cellules ne sont pas représentés sur les figures.The small faces 15 bearing the electrical contacts face the same side and are juxtaposed. The electrical contacts of the different cells of the same module 9 are connected to each other, so as to place the electricity storage cells 3 in series and/or in parallel. The connectors for connecting the electrical contacts of the cells are not shown in the figures.
Chaque module 9 présente donc la forme d’un bloc parallélépipédique ayant une forme allongée suivant la direction transversale T.Each module 9 therefore has the shape of a parallelepiped block having an elongated shape in the transverse direction T.
Comme visible sur la
L’enveloppe 5 comporte également un couvercle 27.The envelope 5 also includes a lid 27.
La structure porteuse 25 et le couvercle 27 délimitent entre eux le volume interne 7.The supporting structure 25 and the cover 27 delimit between them the internal volume 7.
Typiquement, la structure porteuse 25 de l’enveloppe est tournée vers le bas, c’est-à-dire vers la surface de roulement du véhicule. Le couvercle 27 est tourné vers le haut.Typically, the supporting structure 25 of the casing faces downwards, that is to say towards the running surface of the vehicle. Cover 27 faces upwards.
Dans l’exemple représenté, la structure porteuse 25 présente la forme d’une plaque sensiblement plane, constituant un châssis rigide supportant les cellules 3. En variante, la structure porteuse présente une forme de bac, ou toute autre forme adaptée.In the example shown, the support structure 25 has the shape of a substantially flat plate, constituting a rigid frame supporting the cells 3. As a variant, the support structure has the shape of a tray, or any other suitable shape.
Le couvercle 27 est concave vers la structure porteuse 25.Cover 27 is concave towards supporting structure 25.
La structure porteuse 25 et le couvercle 27 sont en contact étanche l’un avec l’autre le long d’une ligne périphérique. Dans l’exemple représenté, la structure porteuse 25 est rectangulaire, et la ligne de contact est également rectangulaire.The supporting structure 25 and the cover 27 are in sealed contact with each other along a peripheral line. In the example shown, the support structure 25 is rectangular, and the contact line is also rectangular.
Dans l’exemple représenté, la structure porteuse 25 et le couvercle 27 sont fixés l’un à l’autre par l’intermédiaire de pinces 29 et de vis non représentées.In the example shown, the support structure 25 and the cover 27 are fixed to each other by means of clamps 29 and screws, not shown.
Les pinces 29 sont par exemple des profilés en U.The clamps 29 are for example U-sections.
Les pinces 29 sont ici disposées le long de chacun des côtés de la structure porteuse 25. Chaque pince 29 pince le bord de la partie inférieure 25 avec la collerette sortante du couvercle 27.The clamps 29 are here arranged along each of the sides of the support structure 25. Each clamp 29 clamps the edge of the lower part 25 with the outgoing flange of the cover 27.
Le volume interne 7 est divisé en une pluralité de compartiments 37.The internal volume 7 is divided into a plurality of compartments 37.
Les cellules 3 sont reçues dans les compartiments 37.3 cells are received in 37 compartments.
De préférence, chaque compartiment 37 reçoit un module 9.Preferably, each compartment 37 receives a module 9.
Les compartiments 37 sont allongés transversalement.The compartments 37 are elongated transversely.
Les compartiments 37 sont par exemple agencés en deux rangées, comme illustré sur la
Avantageusement, et comme visible plus nettement sur la
La matière plastique 41 est typiquement surmoulée sur des poutres non représentées, solidaire de la structure porteuse 25.The plastic material 41 is typically molded onto beams, not shown, integral with the supporting structure 25.
Chaque compartiment 37 est délimité par une surface interne 43.Each compartment 37 is delimited by an internal surface 43.
La surface interne 43 du compartiment 37 comprend une surface latérale 45 à contour fermé, une surface inférieure 47 et une surface supérieure 49 (figures 1 et 3).The inner surface 43 of the compartment 37 comprises a side surface 45 with a closed contour, a lower surface 47 and an upper surface 49 (FIGS. 1 and 3).
La surface latérale 45 de la surface interne 43 du compartiment 37 est sensiblement parallèle à une direction principale, matérialisée sur les figures par des flèches P. Cette direction principale P est sensiblement perpendiculaire à la surface de roulement quand la batterie est installée à bord du véhicule.The side surface 45 of the internal surface 43 of the compartment 37 is substantially parallel to a main direction, materialized in the figures by arrows P. This main direction P is substantially perpendicular to the running surface when the battery is installed on board the vehicle .
La surface inférieure 47 constitue le fond du compartiment 37. Elle est définie par la structure porteuse 25 de l’enveloppe 5. Elle est sensiblement perpendiculaire à la direction principale P.The lower surface 47 constitutes the bottom of the compartment 37. It is defined by the supporting structure 25 of the casing 5. It is substantially perpendicular to the main direction P.
La surface latérale 45 comporte deux grandes surfaces 51 en vis-à-vis, s’inscrivant dans des plans contenant la direction transversale T et la direction principale P (figures1 et 5). Elle comporte également deux petites surfaces 53 en vis-à-vis l’une de l’autre, s’inscrivant dans des plans respectifs contenant les directions longitudinale L et principale P (
La surface latérale 45 est typiquement définie par la matière plastique 41.Side surface 45 is typically defined by plastic material 41.
La surface supérieure 49 est définie par le couvercle 27.Top surface 49 is defined by cover 27.
Selon une variante non représentée, un bloc en ladite matière plastique est solidaire du couvercle 27 de l’enveloppe 5 et définit la surface supérieure 49.According to a variant not shown, a block made of said plastic material is integral with cover 27 of casing 5 and defines upper surface 49.
Comme visible notamment sur la
La matière plastique 41 forme un massif 65 d’une pièce, en saillie vers le couvercle 27 à partir de la structure porteuse 25.The plastic material 41 forms a block 65 in one piece, projecting towards the cover 27 from the supporting structure 25.
Ce massif 65 définit un cadre 65C et une pluralité de cloisons internes 65I à l’intérieur du cadre 65C (figures 1 et 5).This block 65 defines a frame 65C and a plurality of internal partitions 65I inside the frame 65C (FIGS. 1 and 5).
Le cadre 65C et les cloisons internes 65I délimitent entre eux les compartiments 37.The frame 65C and the internal partitions 65I delimit between them the compartments 37.
Une surface latérale externe 65S1 du cadre 65C est plaquée contre le bord dressé 61 du couvercle 27 de l’enveloppe 5 (
La matière plastique 41 est par exemple moussée. La mousse présente typiquement une densité comprise entre 0,050 et 1,000 kilogramme par litre, et de préférence comprise entre 0,1 et 0,900 kilogramme par litre.The plastic material 41 is for example foamed. The foam typically has a density between 0.050 and 1.000 kilograms per liter, and preferably between 0.1 and 0.900 kilograms per liter.
Typiquement, la mousse est une mousse de polyuréthane. En variante, la mousse est une mousse de polyuréthane/polyurée, poly(EVA) (éthylène-acétate de vinyle en français), polyéthylène, polypropylène, ou encore une mousse de silicone obtenue soit par voie réactive, soit par voie d’expansion gazeuse en utilisant par exemple de la vapeur d’eau.Typically the foam is polyurethane foam. As a variant, the foam is a polyurethane/polyurea foam, poly(EVA) (ethylene-vinyl acetate in French), polyethylene, polypropylene, or even a silicone foam obtained either by the reactive route or by the gaseous expansion route. using for example steam.
De préférence, la mousse est une mousse à cellules fermées.Preferably the foam is a closed cell foam.
Dans tous les cas, la matière plastique 41 est avantageusement recouverte d’une peau 67 d’un matériau étanche vis-à-vis du fluide diélectrique refroidissant les cellules de la batterie 1 (figures 1 et 3).In all cases, the plastic material 41 is advantageously covered with a skin 67 of a material that is impervious to the dielectric fluid cooling the cells of the battery 1 (FIGS. 1 and 3).
Cette peau 67 couvre au moins les surfaces de la matière plastique 41 susceptibles d’être en contact avec le fluide diélectrique. De préférence, elle couvre toute les surfaces libres de la matière plastique 41.This skin 67 covers at least the surfaces of the plastic material 41 likely to be in contact with the dielectric fluid. Preferably, it covers all the free surfaces of the plastic material 41.
Elle couvre au moins la surface latérale 45 de chaque compartiment 37.It covers at least the side surface 45 of each compartment 37.
La peau 67 est une couche de résine époxy (RTM ou Moulage par Transfert de Résine en français) ou autre, ou une couche en acrylique, ou en polyurée, ou en polyuréthane.The skin 67 is a layer of epoxy resin (RTM or Resin Transfer Molding in French) or other, or a layer of acrylic, or polyurea, or polyurethane.
En variante, la matière plastique 41 n’est pas moussée.Alternatively, the plastic material 41 is not foamed.
Dans ce cas, elle peut ne pas être recouverte d’une peau.In this case, it may not be covered with a skin.
Le bloc de matière plastique est typiquement moussé. La mousse présente alors typiquement une densité comprise entre 0,050 et 1,000 kilogramme par litre, et de préférence comprise entre 0,1 et 0,900 kilogramme par litre.The plastic block is typically foamed. The foam then typically has a density between 0.050 and 1.000 kilograms per liter, and preferably between 0.1 and 0.900 kilograms per liter.
Le bloc de matière plastique moussé, solidaire du couvercle, est alors avantageusement lui aussi recouvert d’une peau d’un matériau étanche vis-à-vis du fluide diélectrique.The block of foamed plastic material, integral with the lid, is then advantageously also covered with a skin of a material that is impervious to the dielectric fluid.
Typiquement, le bloc de matière plastique solidaire du couvercle est dans le même matériau que la matière plastique 41.Typically, the block of plastic material integral with the cover is made of the same material as the plastic material 41.
Comme visible notamment sur la
Les petites faces 19 et 21 sont plaquées contre la surface latérale 45 de la surface interne 43 du compartiment 37, et plus précisément contre les deux grandes surfaces 51 de la surface latérale 45.The small faces 19 and 21 are pressed against the side surface 45 of the internal surface 43 of the compartment 37, and more precisely against the two large surfaces 51 of the side surface 45.
Les grandes faces 11 et 13 des deux cellules 9 situées aux extrémités transversales du module 3 sont en appui contre les petites surfaces 53 de la surface latérale 45.The large faces 11 and 13 of the two cells 9 located at the transverse ends of the module 3 bear against the small surfaces 53 of the side surface 45.
La batterie 1 comprend un fluide diélectrique 69.Battery 1 includes dielectric fluid 69.
Le fluide diélectrique 69 est en contact thermique avec les cellules de stockage d’électricité 3. Il circule au contact direct des cellules de stockage d’électricité 3.The dielectric fluid 69 is in thermal contact with the electricity storage cells 3. It circulates in direct contact with the electricity storage cells 3.
Le fluide diélectrique 69 permet de refroidir les cellules de stockage d’électricité 3. Il peut éventuellement également réchauffer les cellules de stockage d’électricité 3.The dielectric fluid 69 makes it possible to cool the electricity storage cells 3. It can optionally also heat the electricity storage cells 3.
Le fluide diélectrique est par exemple un liquide réfrigérant, fluoré ou non, ou une huile minérale, ou une huile végétale modifiée.The dielectric fluid is for example a refrigerant liquid, fluorinated or not, or a mineral oil, or a modified vegetable oil.
Pour permettre les échanges thermiques avec l’extérieur de la batterie 1, l’enveloppe de batterie 5 comporte une paroi d’échange de chaleur 71 en un matériau conduisant la chaleur.To allow heat exchanges with the outside of battery 1, battery casing 5 comprises a heat exchange wall 71 made of a material that conducts heat.
Ce matériau est par exemple de l’aluminium ou un alliage d’aluminium, un acier ou un acier inoxydable.This material is for example aluminum or an aluminum alloy, steel or stainless steel.
La paroi d’échange de chaleur 71 délimite directement le volume interne 5.The heat exchange wall 71 directly delimits the internal volume 5.
Typiquement, la paroi d’échange de chaleur 71 appartient à la structure porteuse 25 et délimite la structure porteuse 25 vers le volume interne 5.Typically, the heat exchange wall 71 belongs to the load-bearing structure 25 and delimits the load-bearing structure 25 towards the internal volume 5.
La paroi d’échange de chaleur 71 constitue ainsi la paroi supérieure de la structure porteuse 25.The heat exchange wall 71 thus constitutes the upper wall of the supporting structure 25.
Elle définit la surface inférieure 47 du ou de chaque compartiment 37.It defines the lower surface 47 of the or each compartment 37.
La plaque 71 est plane.Plate 71 is flat.
La batterie 1 comporte encore un circuit de fluide diélectrique 73 configuré pour faire circuler le fluide diélectrique 69 au contact des cellules de stockage d’électricité 3 et pour faire circuler le fluide diélectrique 69 au contact d’un côté interne de la paroi d’échange de chaleur 71.The battery 1 further comprises a dielectric fluid circuit 73 configured to cause the dielectric fluid 69 to circulate in contact with the electricity storage cells 3 and to cause the dielectric fluid 69 to circulate in contact with an internal side of the heat exchange wall. heat 71.
La batterie 1 comporte également un circuit d’évacuation de chaleur 75, configuré pour faire circuler un fluide caloporteur au contact d’un côté externe de la paroi d’échange de chaleur 71.Battery 1 also includes a heat removal circuit 75, configured to circulate a heat transfer fluid in contact with an external side of the heat exchange wall 71.
Le fluide diélectrique 69 est en contact thermique avec le fluide caloporteur à travers la paroi d’échange de chaleur 71.The dielectric fluid 69 is in thermal contact with the heat transfer fluid through the heat exchange wall 71.
La chaleur générée par les cellules de stockage d’électricité 3 est transférée par le fluide diélectrique 69 jusqu’à la paroi d’échange de chaleur 71, traverse la paroi d’échange de chaleur par conduction, puis est évacuée hors de la batterie 1 par le fluide caloporteur.The heat generated by the electricity storage cells 3 is transferred by the dielectric fluid 69 to the heat exchange wall 71, crosses the heat exchange wall by conduction, and then is evacuated out of the battery 1 by the heat transfer fluid.
Comme visible sur les figures 1 et 3, le circuit de fluide diélectrique 73 comprend des canaux inférieurs 77 dans lesquels le fluide diélectrique 69 est directement en contact avec les cellules de stockage d’électricité 3 et directement en contact avec la paroi d’échange de chaleur 71.As visible in FIGS. 1 and 3, the dielectric fluid circuit 73 comprises lower channels 77 in which the dielectric fluid 69 is directly in contact with the electricity storage cells 3 and directly in contact with the heat exchange wall. heat 71.
Les canaux inférieurs 77 s’étendent entre les petites faces inférieures 17 des cellules et la paroi d’échange de chaleur 71.The lower channels 77 extend between the small undersides 17 of the cells and the heat exchange wall 71.
A cette fin, la batterie 1 comporte une structure entretoise 79 par l’intermédiaire de laquelle les cellules de stockage d’électricité 3 reposent sur la paroi d’échange de chaleur 71.To this end, the battery 1 comprises a spacer structure 79 through which the electricity storage cells 3 rest on the heat exchange wall 71.
Ainsi, le poids des cellules de stockage d’électricité 3 est repris par la structure entretoise 79, qui le transmet à la paroi d’échange de chaleur 71.Thus, the weight of the electricity storage cells 3 is taken up by the spacer structure 79, which transmits it to the heat exchange wall 71.
La structure entretoise 79 repose sur la paroi d’échange de chaleur 71.The spacer structure 79 rests on the heat exchange wall 71.
Elle est par exemple collée sur la paroi d’échange de chaleur, ou simplement posée sans fixation.It is for example glued to the heat exchange wall, or simply placed without fixing.
La structure entretoise 79 délimite les canaux inférieurs 77.The spacer structure 79 delimits the lower channels 77.
Pour ce faire, la structure entretoise 79 comprend une pluralité de profils longitudinaux 81 espacés transversalement les uns des autres et définissant entre eux les canaux inférieurs 77.To do this, the spacer structure 79 comprises a plurality of longitudinal profiles 81 spaced transversely from each other and defining between them the lower channels 77.
Les profils longitudinaux 81 sont raccordés les uns aux autres par des barrettes 83 disposées dans les canaux inférieurs 77.The longitudinal profiles 81 are connected to each other by bars 83 arranged in the lower channels 77.
Les profils longitudinaux 81 sont tous identiques.The longitudinal profiles 81 are all identical.
Ils présentent une section une section transversale constante sur toute leur longueur, sauf à leurs deux extrémités opposées.They have a section a constant cross section over their entire length, except at their two opposite ends.
Par exemple, cette section est trapézoïdale (
Chaque profil longitudinal 81 s’étend sur sensiblement toute la largeur du compartiment 37.Each longitudinal profile 81 extends over substantially the entire width of the compartment 37.
Les extrémités longitudinales 85 opposées du profil ont chacune une forme choisie pour s’adapter dans l’angle entre la grande surface 51 et la paroi d’échange de chaleur 71. Ainsi, chaque extrémité longitudinale 85 remplit cet angle, sans interstice entre le profil longitudinal 81 et la paroi d’échange de chaleur 71 ou la grande surface 51. Les fuites de liquide diélectrique d’un canal inférieur 77 à un autre sont ainsi limitées dans les angles.The opposite longitudinal ends 85 of the profile each have a shape chosen to fit into the angle between the large surface 51 and the heat exchange wall 71. Thus, each longitudinal end 85 fills this angle, with no gap between the profile longitudinal 81 and the heat exchange wall 71 or the large surface 51. Leaks of dielectric liquid from one lower channel 77 to another are thus limited in the corners.
Dans l’exemple représenté (voir
Les extrémités longitudinales 85 de chaque profilé 81 sont chacune en spatule, pour s’adapter dans le creux du congé 87. Elles présentent vers la paroi d’échange de chaleur 71 chacune une forme en creux 91, dans laquelle vient se loger le bord extrême 89 de la peau.The longitudinal ends 85 of each section 81 are each spatula, to fit into the hollow of the fillet 87. They have towards the heat exchange wall 71 each a hollow shape 91, in which is housed the extreme edge 89 of the skin.
Les barrettes 83 sont d’orientation transversale.The strips 83 are of transverse orientation.
Chaque profil longitudinal 81 est rigidement fixé au(x) profil(s) voisin(s) par une pluralité de barrettes 83 régulièrement réparties longitudinalement le long du profil.Each longitudinal profile 81 is rigidly fixed to the neighboring profile(s) by a plurality of strips 83 regularly distributed longitudinally along the profile.
Dans l’exemple représenté sur la
Considérées en section dans un plan perpendiculaire à la direction transversale, chaque barrette 83 a une forme ovale ou bi-convexe, de grand axe longitudinal. Une telle forme permet de ne pas générer de contre-pression excessive pour l’écoulement du fluide diélectrique.Considered in section in a plane perpendicular to the transverse direction, each bar 83 has an oval or bi-convex shape, with a major longitudinal axis. Such a shape makes it possible not to generate excessive counter-pressure for the flow of the dielectric fluid.
Selon une variante représentée sur la
Selon une variante non représentée, les barrettes 83 sont placées à différentes hauteur par rapport à la paroi d’échange de chaleur 71. Ceci permet également d’augmenter les échanges thermiques par convection entre le fluide diélectrique et la cellule de stockage d’électricité d’une part, et entre le fluide diélectrique et la paroi d’échange de chaleur d’autre part.According to a variant not shown, the strips 83 are placed at different heights relative to the heat exchange wall 71. This also makes it possible to increase the heat exchanges by convection between the dielectric fluid and the electricity storage cell of on the one hand, and between the dielectric fluid and the heat exchange wall on the other hand.
Ces deux variantes peuvent être combinées l’une avec l’autre.These two variants can be combined with each other.
Les barrettes 83 sont venues de matière avec les profilés longitudinaux 81.The strips 83 are integral with the longitudinal sections 81.
Par exemple, la structure entretoise 79 est obtenue par injection ou par moulage.For example, the spacer structure 79 is obtained by injection or by molding.
Elle est par exemple en une matière plastique, avantageusement en polyamide, en polypropylène ou en tout autre matière plastique adaptée.It is for example made of a plastic material, advantageously of polyamide, polypropylene or any other suitable plastic material.
Alternativement, elle est en aluminium ou en un alliage d’aluminium.Alternatively, it is made of aluminum or an aluminum alloy.
Le circuit de fluide diélectrique 73 comprend, pour chaque cellule de stockage d’électricité 3, un canal de circulation 91 qui s’étend le long des trois petites faces 17, 19, 21 de la cellule 3 qui ne portent pas les contacts électriques 23.The dielectric fluid circuit 73 comprises, for each electricity storage cell 3, a circulation channel 91 which extends along the three small faces 17, 19, 21 of the cell 3 which do not carry the electrical contacts 23 .
Le canal de circulation 91 présente donc une forme en U, avec un premier tronçon latéral 93 le long de la petite face 19, un second tronçon latéral 95 le long de la petite face 21, le canal inférieur 77 étant le tronçon central et raccordant les tronçons latéraux 93, 95 l’un à l’autre.The circulation channel 91 therefore has a U-shape, with a first lateral section 93 along the small face 19, a second lateral section 95 along the small face 21, the lower channel 77 being the central section and connecting the side sections 93, 95 to each other.
Les tronçons latéraux 93, 95 sont délimités entre les cellules de stockage d’électricité 9 et la matière plastique 41.The lateral sections 93, 95 are delimited between the electricity storage cells 9 and the plastic material 41.
Les tronçons latéraux 93, 95 sont typiquement des reliefs en creux définis dans la matière plastique 41. Ils sont ouverts vers les cellules 3.The side sections 93, 95 are typically recessed reliefs defined in the plastic material 41. They are open towards the cells 3.
Le premier tronçon latéral 93 est creusé dans l’une des grandes surfaces 51 de la surface latérale 45, et le second tronçon latéral 95 est creusé dans l’autre grande surface 51 de la surface latérale 45 de la surface interne 43 du compartiment 37.The first lateral section 93 is dug in one of the large surfaces 51 of the lateral surface 45, and the second lateral section 95 is dug in the other large surface 51 of the lateral surface 45 of the internal surface 43 of the compartment 37.
Les premiers tronçons latéraux 93 desservant deux cellules 3 voisines sont séparés les uns des autres par des champs plats 97 qui sont en appui contre les petites faces 19 des cellules. De même, les seconds tronçons latéraux 95 desservant deux cellules 3 voisines sont séparés les uns des autres par des champs plats 97 qui sont en appui contre les petites faces 21 des cellules.The first lateral sections 93 serving two neighboring cells 3 are separated from each other by flat fields 97 which rest against the small faces 19 of the cells. Similarly, the second lateral sections 95 serving two neighboring cells 3 are separated from each other by flat fields 97 which bear against the small faces 21 of the cells.
Le circuit de fluide diélectrique 73 comprend un collecteur 99 de distribution de fluide diélectrique et un collecteur 101 d’évacuation de fluide diélectrique (figures 1 et 5).The dielectric fluid circuit 73 comprises a dielectric fluid distribution manifold 99 and a dielectric fluid discharge manifold 101 (FIGS. 1 and 5).
Les collecteurs 99, 101 sont par exemple délimités entre la matière plastique 41 et le couvercle 27.The collectors 99, 101 are for example delimited between the plastic material 41 and the cover 27.
Dans l’exemple représenté, les collecteurs 99 et 101 sont ménagés le long de l’arête supérieure 65S3 du cadre 65C.In the example represented, the collectors 99 and 101 are formed along the upper edge 65S3 of the frame 65C.
Le circuit de fluide diélectrique 73 comprend encore un sous-collecteur de distribution de fluide diélectrique 103 pour chaque module 9, et un sous-collecteur d’évacuation de fluide diélectrique 105 pour chaque module 9 (
Le sous-collecteur de distribution 103 raccorde fluidiquement le collecteur de distribution 99 aux canaux de circulation 91 desservant les cellules 3 du module correspondant.The distribution sub-manifold 103 fluidically connects the distribution manifold 99 to the circulation channels 91 serving the cells 3 of the corresponding module.
Les sous-collecteurs de distribution 103 sont représentés de manière schématique sur la
Chaque sous-collecteur de distribution 103 est par exemple un relief en creux ménagé dans le couvercle 27.Each distribution sub-manifold 103 is for example a recessed relief made in the cover 27.
Le premier tronçon latéral 93 de chaque canal de circulation 91 débouche dans le sous-collecteur de distribution 103 correspondant.The first lateral section 93 of each circulation channel 91 opens into the corresponding distribution sub-manifold 103.
Le sous-collecteur d’évacuation 105 raccorde fluidiquement le collecteur d’évacuation 101 aux canaux de circulation 91 desservant les cellules 3 du module correspondant.The evacuation sub-collector 105 fluidically connects the evacuation collector 101 to the circulation channels 91 serving the cells 3 of the corresponding module.
Les sous-collecteurs d’évacuation 105 sont représentés de manière schématique sur la
Chaque sous-collecteur d’évacuation 105 est par exemple un relief en creux ménagé dans le couvercle.Each evacuation sub-collector 105 is for example a recessed relief made in the lid.
Le second tronçon latéral 95 de chaque canal de circulation 91 débouche dans le sous-collecteur d’évacuation 105 correspondant.The second lateral section 95 of each circulation channel 91 opens into the corresponding evacuation sub-collector 105.
Le circuit de fluide diélectrique 73 comprend encore un organe de circulation 107 tel qu’une pompe (figures 7 et 8), agencé pour recirculer le fluide diélectrique depuis le collecteur d’évacuation 101 dans le collecteur de distribution 99.The dielectric fluid circuit 73 further comprises a circulation device 107 such as a pump (FIGS. 7 and 8), arranged to recirculate the dielectric fluid from the evacuation manifold 101 into the distribution manifold 99.
L’organe de circulation 107 est avantageusement logé dans l’enveloppe de batterie 5.The circulation member 107 is advantageously housed in the battery casing 5.
La structure porteuse 25 comprend une plaque inférieure 109 s’étendant en vis-à-vis de la plaque d’échange de chaleur 71.The support structure 25 comprises a lower plate 109 extending opposite the heat exchange plate 71.
La plaque inférieure 109 est par exemple sensiblement plane, et de même taille que la plaque d’échange de chaleur 71.The lower plate 109 is for example substantially flat, and of the same size as the heat exchange plate 71.
La plaque inférieure 109 est tournée vers la surface de roulement du véhicule. Elle délimite la structure porteuse 25 vers la surface de roulement.The lower plate 109 faces the running surface of the vehicle. It delimits the supporting structure 25 towards the running surface.
Un espace vide 111 sépare la plaque d’échange de chaleur 71 de la plaque inférieure 109, sensiblement sur toute la surface de ces plaques.An empty space 111 separates the heat exchange plate 71 from the lower plate 109, substantially over the entire surface of these plates.
Les pinces 29 s’étendent sur toute la périphérie de la structure porteuse 25 et ferment l’espace vide 111 sur toute sa périphérie.The clamps 29 extend over the entire periphery of the support structure 25 and close the empty space 111 over its entire periphery.
La structure porteuse 25 comprend encore des ailettes périphériques 113 (
Les ailettes périphériques 113 sont placées dans l’espace vide 111 et forment une couronne 114 autour de celui-ci.The peripheral fins 113 are placed in the empty space 111 and form a ring 114 around it.
Les ailettes périphériques 113 sont configurées pour définir dans la structure porteuse 25 des zones très résistantes en cas de choc latéral. Cette résistance est obtenue en choisissant de manière adéquate l’orientation des ailettes, le matériau, l’épaisseur, l’espacement des ailettes les unes des autres, la forme des ailettes, etc.The peripheral fins 113 are configured to define in the support structure 25 very resistant zones in the event of a side impact. This strength is achieved by properly choosing the orientation of the fins, the material, the thickness, the spacing of the fins from each other, the shape of the fins, etc.
La structure porteuse 25 comprend encore des ailettes 115 rigidement fixées à la plaque d’échange de chaleur 71 et à la plaque inférieure 109.The load-bearing structure 25 further comprises fins 115 rigidly fixed to the heat exchange plate 71 and to the lower plate 109.
Les ailettes 115 sont placées dans l’espace vide 111.The fins 115 are placed in the empty space 111.
Plus précisément, les ailettes 115 sont placées à l’intérieur de la couronne 114.More precisely, the fins 115 are placed inside the crown 114.
Les ailettes 115 sont agencées dans deux zones 117, séparées l’une de l’autre par une région 119 sans ailettes.The fins 115 are arranged in two zones 117, separated from each other by a region 119 without fins.
La région sans ailette 119 est rectiligne et traverse entièrement le volume intérieur à la couronne 114. Elle est allongée suivant une première direction D1.The finless region 119 is rectilinear and entirely crosses the volume inside the crown 114. It is elongated in a first direction D1.
Les zones 117 sont symétriques l’une de l’autre.Zones 117 are symmetrical to each other.
Chaque zone 117 est délimitée par la région 119 et par la couronne 114. Des ailettes 115 sont agencées dans toute la zone 117.Each zone 117 is delimited by the region 119 and by the crown 114. Fins 115 are arranged throughout the zone 117.
Les ailettes 115 sont parallèles les unes aux autres et s’étendent suivant une seconde direction D2, perpendiculaire à la première direction D1.The fins 115 are parallel to each other and extend along a second direction D2, perpendicular to the first direction D1.
Le circuit d’évacuation de chaleur 75 comprend des canaux de circulation du fluide caloporteur 121 ménagés entre la plaque d’échange de chaleur 71 et la plaque inférieure 109, le long desquels le fluide caloporteur est en contact direct avec la plaque d’échange de chaleur 71.The heat removal circuit 75 comprises heat transfer fluid circulation channels 121 formed between the heat exchange plate 71 and the lower plate 109, along which the heat transfer fluid is in direct contact with the heat exchange plate. heat 71.
Les ailettes 115 délimitent entre elles les canaux de circulation 121.The fins 115 delimit between them the circulation channels 121.
Chaque canal de circulation 121 s’étend depuis la région 119 jusqu’à la couronne 114.Each circulation channel 121 extends from region 119 to crown 114.
Plus précisément, comme visible sur la
L’entrée de fluide caloporteur 122 débouche à une extrémité de la région 119, qui joue le rôle de collecteur de distribution de fluide dans les canaux de circulation 121.The coolant inlet 122 emerges at one end of the region 119, which acts as a fluid distribution manifold in the circulation channels 121.
Des orifices 123 de rejet de fluide sont ménagés dans les pinces 59.Fluid discharge orifices 123 are made in the clamps 59.
Ainsi, le fluide caloporteur sortant des canaux de circulation 121 traverse la couronne 112 et sort de la structure porteuse part les orifices de rejet 123.Thus, the heat transfer fluid leaving the circulation channels 121 passes through the crown 112 and leaves the supporting structure through the discharge orifices 123.
Le nombre et la dimension des trous est choisi en fonction du flux de fluide à évacuer.The number and size of the holes is chosen according to the flow of fluid to be evacuated.
Les ailettes 115 sont par exemple formées, dans chaque zone 117, d’une feuille métallique pliée en créneaux.The fins 115 are for example formed, in each zone 117, of a metal sheet folded into slots.
Elles sont de tout type adapté : droites et lisses, droites et corruguées, de type « offset », ou encore en forme de vagues.They are of any suitable type: straight and smooth, straight and corrugated, “offset” type, or wave-shaped.
Les ailettes 115 sont de faibles épaisseur, l’épaisseur étant comprise entre 0,1 et 0,3 mm. Les ailettes 115 sont par exemple en aluminium ou en alliage d’aluminium, ou en un acier au carbone ou en acier inoxydable.The fins 115 are thin, the thickness being between 0.1 and 0.3 mm. The fins 115 are for example made of aluminum or an aluminum alloy, or of carbon steel or stainless steel.
En variante, pour des raisons de tenue mécaniques, ces ailettes 115 peuvent atteindre des épaisseurs de 1 mm.As a variant, for reasons of mechanical strength, these fins 115 can reach thicknesses of 1 mm.
Les ailettes 115 sont brasées ou collées à la plaque d’échange de chaleur 71 et/ou à la plaque inférieure 109.The fins 115 are brazed or glued to the heat exchange plate 71 and/or to the lower plate 109.
Elles sont disposées selon un pas variant de 3 mm à 14 mm. En d’autres termes, elles sont régulièrement espacées et séparées les unes des autre d’une distance comprise entre 3 et 14 mm. Le pas est choisi en fonction de la quantité de chaleur à évacuer.They are arranged according to a pitch varying from 3 mm to 14 mm. In other words, they are regularly spaced and separated from each other by a distance of between 3 and 14 mm. The pitch is chosen according to the quantity of heat to be evacuated.
Avantageusement, les compartiments 37 sont tous situés sur la région 119 ou sur les zones117.Advantageously, the compartments 37 are all located on the region 119 or on the zones 117.
En variante, les canaux de circulation 121 ne couvrent qu’une partie de la plaque d’échange de chaleur 71. Certains compartiments ne sont pas situés sur une surface de la plaque 71 directement refroidie par le fluide caloporteur. Dans ce cas, les canaux de circulations 121 couvrent au moins 50% de la surface de la plaque d’échange de chaleur 71, de préférence au moins 75%.As a variant, the circulation channels 121 cover only part of the heat exchange plate 71. Certain compartments are not located on a surface of the plate 71 directly cooled by the heat transfer fluid. In this case, the circulation channels 121 cover at least 50% of the surface of the heat exchange plate 71, preferably at least 75%.
Typiquement, le fluide caloporteur est de l’air.Typically, the heat transfer fluid is air.
Cet air provient de l’extérieur du véhicule et est rejeté à l’extérieur du véhicule après passage dans la structure porteuse.This air comes from outside the vehicle and is released outside the vehicle after passing through the supporting structure.
La circulation du fluide diélectrique et du fluide caloporteur dans la batterie ci-dessus va maintenant être décrite.The circulation of the dielectric fluid and of the heat transfer fluid in the battery above will now be described.
Le fluide diélectrique est mis en mouvement par l’organe de circulation 107. Il s’écoule dans le collecteur de distribution 99, puis dans les sous-collecteurs de distribution 103, et à partir de chaque sous-collecteur 103, dans les canaux de circulation 91.The dielectric fluid is set in motion by the circulation member 107. It flows into the distribution manifold 99, then into the distribution sub-manifolds 103, and from each sub-manifold 103, into the distribution channels. circulation 91.
Dans chaque canal 91, le fluide diélectrique suit d’abord le premier tronçon latéral 93, puis le canal inférieur 77, puis le second tronçon latéral 95.In each channel 91, the dielectric fluid first follows the first lateral section 93, then the lower channel 77, then the second lateral section 95.
Le fluide diélectrique est ensuite collecté dans le sous-collecteur d’évacuation 105, puis circule jusqu’au collecteur d’évacuation 101 et revient à l’organe de circulation 107.The dielectric fluid is then collected in the evacuation sub-manifold 105, then circulates to the evacuation collector 101 and returns to the circulation member 107.
Le fluide diélectrique circule au contact direct des trois petites faces 17, 19, 21 de chaque cellule 3, et évacue la chaleur dégagée par la cellule 3. En passant dans le canal inférieur 77, il cède cette chaleur au fluide caloporteur à travers la paroi d’échange de chaleur 71.The dielectric fluid circulates in direct contact with the three small faces 17, 19, 21 of each cell 3, and evacuates the heat given off by the cell 3. Passing through the lower channel 77, it transfers this heat to the heat transfer fluid through the wall of heat exchange 71.
Le fluide caloporteur est mis en mouvement par un organe extérieur à la batterie 1.The heat transfer fluid is set in motion by a device external to battery 1.
Il pénètre dans la structure porteuse par l’entrée de fluide caloporteur 122, et s’écoule le long de la région 119. Il est distribué à partir de la région 119 dans les canaux de circulation 121 et s’écoule au contact de la paroi d’échange de chaleur 71.It enters the supporting structure through the coolant inlet 122, and flows along the region 119. It is distributed from the region 119 into the circulation channels 121 and flows in contact with the wall of heat exchange 71.
En sortant des canaux de circulation 121, le fluide caloporteur traverse la couronne 114 et est rejeté dans l’environnement à travers les orifices de rejet 123.Leaving the circulation channels 121, the heat transfer fluid passes through the crown 114 and is discharged into the environment through the discharge orifices 123.
Il est à noter que le coefficient global de transfert de chaleur depuis la cellule 3 vers le fluide diélectrique est plus faible que le coefficient global de transfert de chaleur depuis le fluide diélectrique vers la paroi d’échange de chaleur 71. Ceci résulte de la constitution de la cellule 3 elle-même. Ainsi, il est avantageux d’avoir une surface d’échange thermique entre le fluide diélectrique et la cellule – les trois petite faces de la cellule – qui soit plus grande que la surface d’échange thermique entre le fluide diélectrique et la paroi d’échange de chaleur.It should be noted that the overall coefficient of heat transfer from cell 3 to the dielectric fluid is lower than the overall coefficient of heat transfer from the dielectric fluid to the heat exchange wall 71. This results from the constitution of cell 3 itself. Thus, it is advantageous to have a heat exchange surface between the dielectric fluid and the cell – the three small faces of the cell – which is greater than the heat exchange surface between the dielectric fluid and the wall of the cell. heat exchange.
La batterie 1 décrite ci-dessus est avantageusement intégrée dans un ensemble comprenant en outre un conditionnement d’air 127, comme représenté sur la
Le conditionnement d’air 127 est prévu typiquement pour traiter l’air insufflé à l’intérieur de l’habitacle 128 du véhicule.The air conditioning 127 is typically provided to treat the air blown inside the passenger compartment 128 of the vehicle.
Le conditionnement d’air 127 comprend une prise d’air extérieur 129, un conduit d’air 131 raccordé fluidiquement à la prise d’air extérieur 129 et un circuit de conditionnement 132 dans lequel circule un fluide de conditionnement.The air conditioning 127 comprises an outside air intake 129, an air duct 131 fluidly connected to the outside air intake 129 and a conditioning circuit 132 in which a conditioning fluid circulates.
Le circuit de conditionnement 132 est de structure connue.The conditioning circuit 132 is of known structure.
Il comporte en série un compresseur 133, un condenseur 135 et un détendeur 137.It comprises in series a compressor 133, a condenser 135 and an expander 137.
Le condenseur est typiquement un radiateur placé en face avant du véhicule, le fluide de conditionnement cédant sa chaleur à l’air extérieur.The condenser is typically a radiator placed on the front of the vehicle, the conditioning fluid giving up its heat to the outside air.
Le circuit de conditionnement 132 comporte un évaporateur de fluide de conditionnement 139 ayant un premier côté dans lequel circule le fluide de conditionnement et un second côté intercalé dans le conduit d’air 131.The conditioning circuit 132 comprises a conditioning fluid evaporator 139 having a first side in which the conditioning fluid circulates and a second side interposed in the air duct 131.
Le premier côté est intercalé en série entre le détendeur 137 et le compresseur 133.The first side is interposed in series between the expander 137 and the compressor 133.
L’évaporateur 139 est agencé pour que le fluide de conditionnement liquide sortant du détendeur soit vaporisé dans l’évaporateur, transférant des frigories à l’air extérieur circulant dans le conduit d’air 131.The evaporator 139 is arranged so that the liquid conditioning fluid leaving the expansion valve is vaporized in the evaporator, transferring cold temperatures to the outside air circulating in the air duct 131.
Le conduit d’air 131, en aval du second côté de l’évaporateur 139, se divise en deux branches, une première branche 140 raccordée fluidiquement à au moins une sortie d’air 141 débouchant dans l’habitacle 128 du véhicule et une seconde branche 143 raccordée fluidiquement à l’entrée de fluide caloporteur 122 du circuit d’évacuation de chaleur 75.The air duct 131, downstream of the second side of the evaporator 139, is divided into two branches, a first branch 140 fluidly connected to at least one air outlet 141 opening into the passenger compartment 128 of the vehicle and a second branch 143 fluidly connected to the heat transfer fluid inlet 122 of the heat removal circuit 75.
Le conditionnement d’air 127 comprend encore un organe de circulation d’air 145, par exemple un ventilateur, intercalé dans le conduit d’air 131. Par exemple, il est disposé immédiatement en aval de la prise d’air extérieur 129.The air conditioning 127 further comprises an air circulation device 145, for example a fan, interposed in the air duct 131. For example, it is arranged immediately downstream of the outside air intake 129.
Le conditionnement d’air 127 comprend encore une première vanne pilotée 147 intercalée sur la première branche 140 et une seconde vanne pilotée 149 intercalée sur la seconde branche 143.The air conditioning 127 further comprises a first controlled valve 147 interposed on the first branch 140 and a second controlled valve 149 interposed on the second branch 143.
L’ensemble comporte encore un contrôleur 151, par exemple un calculateur, configuré pour piloter les première et seconde vannes 147 et 149, l’organe de circulation 149 et le circuit de conditionnement 132.The assembly further includes a controller 151, for example a computer, configured to control the first and second valves 147 and 149, the circulation device 149 and the conditioning circuit 132.
Le contrôleur 151 est programmé pour, en usage courant du véhicule, maintenir la seconde vanne 149 fermée.The controller 151 is programmed to, in current use of the vehicle, keep the second valve 149 closed.
On entend par usage courant une situation de vie dans laquelle l’échauffement de la batterie 1 est faible. Ceci est le cas typiquement quand la batterie 1 génère une puissance électrique modérée, et/ou quand la température extérieure n’est pas excessivement chaude. On entend ici par puissance électrique modérée, pour une batterie ayant une capacité de C kWh, une puissance par exemple inférieure à 0,5 C kW. Ceci correspond à une situation où le véhicule circule à une allure normale.Current use means a life situation in which the heating of the battery 1 is low. This is typically the case when battery 1 generates moderate electrical power, and/or when the outside temperature is not excessively hot. Moderate electrical power is understood here to mean, for a battery having a capacity of C kWh, a power for example less than 0.5 C kW. This corresponds to a situation where the vehicle is traveling at normal speed.
Dans ce cas, le contrôleur 151 est programmé pour piloter la première vanne 147, l’organe de circulation 149 et le circuit de conditionnement 132 en fonction des besoins en air conditionné des passagers voyageant dans l’habitacle.In this case, the controller 151 is programmed to control the first valve 147, the circulation device 149 and the conditioning circuit 132 according to the air conditioning needs of the passengers traveling in the passenger compartment.
Le contrôleur 151 est programmé pour maintenir la seconde vanne 149 ouverte quand l’échauffement de la batterie 1 est fort.The controller 151 is programmed to keep the second valve 149 open when the heating of coil 1 is strong.
Ceci est le cas typiquement en cas de recharge rapide de la batterie 1, ou quand la température extérieure est élevée. Une recharge rapide correspond par exemple à une recharge à 2 C.This is typically the case in the case of rapid recharging of battery 1, or when the outside temperature is high. A rapid recharge corresponds for example to a recharge at 2 C.
Dans ce cas, le contrôleur 151 est programmé pour mettre en fonctionnement l’organe de circulation 149 et le circuit de conditionnement 132. La première vanne 147 est maintenue fermée, ou est ouverte en fonction des besoins en air conditionné des passagers occupant l’habitacle.In this case, the controller 151 is programmed to put the circulation device 149 and the conditioning circuit 132 into operation. The first valve 147 is kept closed, or is opened according to the air conditioning needs of the passengers occupying the passenger compartment. .
Selon une variante de réalisation illustrée sur la
Typiquement, la ou les sorties d’air 141 sont placées vers l’avant de l’habitacle, et la prise d’air intérieur 153 vers l’arrière de l’habitacle.Typically, the air outlet or outlets 141 are placed towards the front of the passenger compartment, and the interior air intake 153 towards the rear of the passenger compartment.
Ainsi, quand la première vanne 147 est ouverte et que de l’air est insufflé dans l’habitacle, au moins une partie de cet air quitte l’habitacle par la prise d’air intérieur et est utilisé pour refroidir la batterie 1. Ceci permet de récupérer une partie de l’énergie du circuit de conditionnement 132 pour le refroidissement de la batterie 1.Thus, when the first valve 147 is open and air is blown into the passenger compartment, at least part of this air leaves the passenger compartment through the interior air intake and is used to cool the battery 1. This makes it possible to recover part of the energy of the conditioning circuit 132 for cooling the battery 1.
La batterie décrite ci-dessus présente de multiples avantages.The battery described above has multiple advantages.
Comme indiqué plus haut, le circuit de fluide diélectrique est particulièrement simple et court, puisque le fluide diélectrique ne circule qu’à l’intérieur de l’enveloppe de batterie.As indicated above, the dielectric fluid circuit is particularly simple and short, since the dielectric fluid only circulates inside the battery casing.
Le fait que la paroi d’échange de chaleur délimite directement le volume interne contribue à cette simplicité.The fact that the heat exchange wall directly delimits the internal volume contributes to this simplicity.
Intégrer la paroi d’échange de chaleur à la structure porteuse est particulièrement commode et économique, car les cellules de stockage d’énergie reposent sur cette structure et sont donc positionnées de manière commode pour créer un échange thermique au travers de la paroi d’échange de chaleur.Integrating the heat exchange wall into the supporting structure is particularly convenient and economical, since the energy storage cells rest on this structure and are therefore conveniently positioned to create a heat exchange through the exchange wall heat.
Quand le circuit de fluide diélectrique comprend des canaux inférieurs dans lesquels le fluide diélectrique est directement en contact avec les cellules de stockage et directement en contact avec la paroi d’échange de chaleur, la batterie est particulièrement compacte et les transferts thermiques entre les cellules et la paroi d’échange de chaleur sont particulièrement efficaces.When the dielectric fluid circuit comprises lower channels in which the dielectric fluid is directly in contact with the storage cells and directly in contact with the heat exchange wall, the battery is particularly compact and the heat transfers between the cells and the heat exchange wall are particularly effective.
La structure entretoise permet de réaliser très commodément ces canaux inférieurs. Notamment, les barrettes placées dans les canaux inférieurs permettent d’augmenter les turbulences dans le fluide diélectrique circulant dans les canaux inférieurs, et donc permettent d’améliorer les transferts thermiques.The spacer structure allows these lower channels to be made very conveniently. In particular, the bars placed in the lower channels make it possible to increase the turbulence in the dielectric fluid circulating in the lower channels, and therefore make it possible to improve heat transfer.
Quand la structure porteuse comprend une plaque inférieure s’étendant en vis-à-vis de la plaque d’échange de chaleur, le circuit d’évacuation de chaleur peut être très commodément ménagé à l’intérieur de la structure porteuse. Ceci permet de rendre la batterie encore plus compacte. Le fluide caloporteur peut circuler au contact direct de la plaque d’échange de chaleur, ce qui facilite les transferts thermiques.When the support structure comprises a lower plate extending opposite the heat exchange plate, the heat removal circuit can be very conveniently arranged inside the support structure. This makes the battery even more compact. The heat transfer fluid can circulate in direct contact with the heat exchange plate, which facilitates heat transfer.
Quand la structure porteuse comprend des ailettes, celles-ci peuvent être avantageusement utilisées pour créer les canaux de circulation du fluide caloporteur. Ces ailettes permettent également d’augmenter la rigidité de la structure porteuse.When the supporting structure comprises fins, these can be advantageously used to create the circulation channels for the heat transfer fluid. These fins also increase the rigidity of the supporting structure.
Du fait que l’efficacité des transferts thermiques dans la batterie est très élevée, il est possible d’utiliser de l’air comme fluide caloporteur. Ceci permet de simplifier le circuit de fluide caloporteur et de rendre la batterie plus économique.Because the heat transfer efficiency in the coil is very high, it is possible to use air as the heat transfer fluid. This simplifies the heat transfer fluid circuit and makes the battery more economical.
Le fait d’intégrer la batterie dans un ensemble comprenant un circuit de conditionnement d’air permet d’utiliser le circuit de conditionnement pour refroidir les cellules de stockage d’électricité en cas de besoin. Ceci est particulièrement intéressant pendant les charges rapides de la batterie.Integrating the battery into an assembly including an air conditioning circuit allows the conditioning circuit to be used to cool the electricity storage cells when needed. This is particularly interesting during fast battery charges.
Cette intégration peut être réalisée de manière très économique, car elle nécessite seulement l’ajout d’un conduit et d’une vanne.This integration can be done very economically, as it only requires the addition of a pipe and a valve.
Pendant les recharges rapides, le véhicule est à l’arrêt et branché au réseau électrique. Le fait d’utiliser le circuit de conditionnement pour refroidir la batterie ne pénalise pas l’autonomie de la batterie.During fast charging, the vehicle is stationary and connected to the electrical network. Using the conditioning circuit to cool the battery does not penalize battery life.
L’ajout d’une prise d’air intérieure pour capter l’air vicié sortant de l’habitacle et l’utiliser pour le refroidissement de la batterie permet d’optimiser le rendement énergétique.Adding an interior air intake to capture stale air from the cabin and use it for battery cooling helps to optimize fuel efficiency.
La batterie peut présenter de multiples variantes, qui peuvent être mises en œuvre individuellement ou en combinaison.The battery can have multiple variations, which can be implemented individually or in combination.
Les cellules électriques ne sont pas nécessairement des cellules prismatiques. Elles peuvent être cylindriques, ou de tout autre type.Electric cells are not necessarily prismatic cells. They can be cylindrical, or of any other type.
L’enveloppe de batterie n’est pas nécessairement remplie par un matériau délimitant les compartiments de réception des cellules et le circuit de fluide diélectrique. Les compartiments peuvent être délimités par des parois en une matière plastique, ou de toute autre manière. Ces parois peuvent être conformées pour créer les canaux de circulation de fluide diélectrique au contact des cellules de stockage d’électricité.The battery casing is not necessarily filled with a material delimiting the cell reception compartments and the dielectric fluid circuit. The compartments can be delimited by walls made of a plastic material, or in any other way. These walls can be shaped to create dielectric fluid circulation channels in contact with the electricity storage cells.
Les collecteurs et sous-collecteurs peuvent être des conduits ou peuvent être réalisés de toute autre manière adaptée.The collectors and sub-collectors can be ducts or can be made in any other suitable way.
La paroi d’échange de chaleur n’appartient pas nécessairement à la structure porteuse. Elle peut être prévue sur le couvercle ou sur une autre structure.The heat exchange wall does not necessarily belong to the supporting structure. It can be provided on the cover or on another structure.
La structure porteuse n’est pas nécessairement une plaque plane. Elle peut avoir une forme de bac, de berceau ou tout autre forme.The supporting structure is not necessarily a flat plate. It can have the shape of a tray, a cradle or any other shape.
Typiquement, la batterie est rigidement fixée à la structure du véhicule par la structure porteuse. En d’autres termes, le poids de la batterie et les efforts appliqués à la batterie sont repris par la structure porteuse et transmis à la structure du véhicule par la structure porteuse.Typically, the battery is rigidly attached to the vehicle structure by the support structure. In other words, the weight of the battery and the forces applied to the battery are taken up by the supporting structure and transmitted to the structure of the vehicle by the supporting structure.
La circulation du fluide caloporteur au contact de la paroi d’échange de chaleur peut ne pas être canalisée par des ailettes. Par exemple, une plaque emboutie est placée dans l’espace vide entre la plaque d’échange de chaleur et la plaque inférieur. Cette plaque emboutie comporte des cloisons créant un chemin de circulation en chicanes depuis une entrée de fluide caloporteur jusqu’à une ou plusieurs sorties de fluide caloporteur.The circulation of the heat transfer fluid in contact with the heat exchange wall may not be channeled by fins. For example, a stamped plate is placed in the empty space between the heat exchange plate and the bottom plate. This stamped plate has partitions creating a circulation path in baffles from a heat transfer fluid inlet to one or more heat transfer fluid outlets.
La structure porteuse, en plus de la paroi d’échange de chaleur et de la paroi inférieure, peut comporter d’autres éléments : bouclier de protection contre les agressions externes, éléments de rigidification, etcThe load-bearing structure, in addition to the heat exchange wall and the lower wall, may include other elements: protective shield against external attacks, stiffening elements, etc.
Le fluide caloporteur n’est pas nécessairement de l’air. En variante, le fluide caloporteur est un liquide tel que de l’eau glycolée. Dans ce cas, le circuit d’évacuation de chaleur est raccordé à un système de refroidissement déjà existant à bord du véhicule, par exemple le circuit de refroidissement du moteur.The heat transfer fluid is not necessarily air. Alternatively, the heat transfer fluid is a liquid such as glycol water. In this case, the heat evacuation circuit is connected to an existing cooling system on board the vehicle, for example the engine cooling circuit.
Dans le cas où le fluide caloporteur est de l’air, le circuit d’évacuation de chaleur n’est pas nécessairement intégré avec le conditionnement d’air du véhicule. En variante, une prise d’air extérieur et un organe de circulation dédiés sont prévus, indépendants du conditionnement d’air pour l’habitacle. L’organe de circulation fait circuler l’air depuis la prise d’air jusqu’à l’entrée de fluide caloporteur.In the case where the heat transfer fluid is air, the heat evacuation circuit is not necessarily integrated with the air conditioning of the vehicle. As a variant, an exterior air intake and a dedicated circulation device are provided, independent of the air conditioning for the passenger compartment. The circulation device circulates the air from the air intake to the heat transfer fluid inlet.
Claims (11)
- des cellules de stockage d’électricité (3) ;
- une enveloppe de batterie (5) comprenant un volume interne (7) dans lequel sont logées les cellules de stockage d’électricité (3), l’enveloppe de batterie (5) ayant une paroi d’échange de chaleur (71) en un matériau conduisant la chaleur ;
- un fluide diélectrique (69) ;
- un circuit de fluide diélectrique (73) configuré pour faire circuler le fluide diélectrique (69) au contact des cellules de stockage d’électricité (3) et pour faire circuler le fluide diélectrique (69) au contact d’un côté interne de la paroi d’échange de chaleur (71) ;
- un circuit d’évacuation de chaleur (75), configuré pour faire circuler un fluide caloporteur au contact d’un côté externe de la paroi d’échange de chaleur (71).Vehicle electricity storage battery, the battery (1) comprising:
- electricity storage cells (3);
- a battery casing (5) comprising an internal volume (7) in which the electricity storage cells (3) are housed, the battery casing (5) having a heat exchange wall (71) made of a heat conducting material;
- a dielectric fluid (69);
- a dielectric fluid circuit (73) configured to circulate the dielectric fluid (69) in contact with the electricity storage cells (3) and to circulate the dielectric fluid (69) in contact with an internal side of the heat exchange wall (71);
- a heat removal circuit (75), configured to circulate a heat transfer fluid in contact with an outer side of the heat exchange wall (71).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2013549A FR3118313B1 (en) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | Electricity storage battery and assembly comprising air conditioning and such a battery |
PCT/EP2021/086276 WO2022129387A1 (en) | 2020-12-17 | 2021-12-16 | Electricity-storage battery and assembly comprising an air conditioning unit and such an electricity-storage battery |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2013549A FR3118313B1 (en) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | Electricity storage battery and assembly comprising air conditioning and such a battery |
FR2013549 | 2020-12-17 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3118313A1 true FR3118313A1 (en) | 2022-06-24 |
FR3118313B1 FR3118313B1 (en) | 2023-03-31 |
Family
ID=75278136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR2013549A Expired - Fee Related FR3118313B1 (en) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | Electricity storage battery and assembly comprising air conditioning and such a battery |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR3118313B1 (en) |
WO (1) | WO2022129387A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4117089B1 (en) * | 2021-05-14 | 2023-11-22 | Whitemark Technology GmbH | Battery module and battery system with heat exchanger housing |
FR3142607A1 (en) * | 2022-11-30 | 2024-05-31 | Faurecia Systemes D'echappement | Refrigerated electricity storage battery |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012003209A1 (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | Nissan North America, Inc. | Vehicle battery temperature control system and method |
FR3015779A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-26 | Renault Sa | ELECTRIC ENERGY STORAGE ASSEMBLY FOR A HYBRID OR ELECTRIC VEHICLE |
WO2019155179A1 (en) * | 2018-02-12 | 2019-08-15 | Valeo Systemes Thermiques | Cooling device for at least one motor vehicle battery |
-
2020
- 2020-12-17 FR FR2013549A patent/FR3118313B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2021
- 2021-12-16 WO PCT/EP2021/086276 patent/WO2022129387A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012003209A1 (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | Nissan North America, Inc. | Vehicle battery temperature control system and method |
FR3015779A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-26 | Renault Sa | ELECTRIC ENERGY STORAGE ASSEMBLY FOR A HYBRID OR ELECTRIC VEHICLE |
WO2019155179A1 (en) * | 2018-02-12 | 2019-08-15 | Valeo Systemes Thermiques | Cooling device for at least one motor vehicle battery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3118313B1 (en) | 2023-03-31 |
WO2022129387A1 (en) | 2022-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2020144356A1 (en) | Vehicle electric battery | |
FR2876223A1 (en) | DEVICE FOR COOLING BATTERIES OF A MOTORIZED ELECTRIC AND / OR HYBRID VEHICLE | |
WO2019197335A1 (en) | Battery unit with temperature-regulating means built into the housing | |
WO2022129387A1 (en) | Electricity-storage battery and assembly comprising an air conditioning unit and such an electricity-storage battery | |
WO2019197759A1 (en) | System for cooling at least one motor vehicle battery | |
WO2021018961A1 (en) | Battery cooling module and device, and corresponding battery | |
FR3120991A1 (en) | Electricity storage battery and vehicle fitted with such a battery | |
FR3100608A1 (en) | Thermal management system for electrical component | |
WO2020249906A1 (en) | Assembly having thermally managed casing, for electric cells | |
WO2020165517A1 (en) | Battery unit and motor vehicle provided with at least one such unit | |
WO2020099738A1 (en) | Device for regulating the temperature of an electronic component | |
FR3128318A1 (en) | Pocket cell and electricity storage battery | |
WO2012045978A2 (en) | Battery compartment for a vehicle | |
FR2976739A3 (en) | Thermal regulation device for battery of electric storage cells to provide electrical supply to vehicle i.e. car, has enclosure provided with walls with part that is in contact with circuit, where coolant is circulated in circuit | |
FR3065796A1 (en) | THERMAL EXCHANGER IMPLEMENTED IN A THERMAL CONTROL CIRCUIT OF A MOTOR VEHICLE BATTERY PACK | |
FR2955976A1 (en) | Bin for storing accumulator batteries to supply current to electric engine of e.g. electric propulsion vehicle, has fixation units are arranged in manner such that end faces of stack are applied against upper wall | |
FR3125923A1 (en) | Electricity storage module and battery, corresponding manufacturing method | |
WO2021123559A1 (en) | Heat-exchange device for electrical and/or electronic components | |
WO2021001614A1 (en) | Plate constituting a heat exchanger and heat exchanger comprising at least one such plate | |
WO2020229494A1 (en) | Cooling device of an electrical storage system and method using the cooling device | |
EP3861587B1 (en) | System for cooling motor vehicle battery cells | |
WO2024068419A1 (en) | Thermal regulation device for a vehicle battery pack | |
FR3140479A1 (en) | thermal regulation device comprising an output collector positioned under the battery pack. | |
FR3113542A1 (en) | BATTERY ASSEMBLY AND METHOD FOR THERMAL CONTROL OF A BATTERY ASSEMBLY | |
WO2024068421A1 (en) | Device for spacing battery cells of a vehicle battery pack |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20220624 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20240806 |