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FR3150348A1 - Système pour refroidir un objet dans une enceinte au moyen d'un matériau à changement de phase - Google Patents

Système pour refroidir un objet dans une enceinte au moyen d'un matériau à changement de phase Download PDF

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FR3150348A1
FR3150348A1 FR2306556A FR2306556A FR3150348A1 FR 3150348 A1 FR3150348 A1 FR 3150348A1 FR 2306556 A FR2306556 A FR 2306556A FR 2306556 A FR2306556 A FR 2306556A FR 3150348 A1 FR3150348 A1 FR 3150348A1
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FR
France
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enclosure
plate
energy storage
electrical energy
cooling
Prior art date
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FR2306556A
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English (en)
Inventor
Antonio DELLA-VOLPE
Jean-Michel Fiard
Robert Yu
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Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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Publication date
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Priority to PCT/EP2024/067682 priority patent/WO2024261341A1/fr
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Abstract

Système pour refroidir un objet dans une enceinte au moyen d'un matériau à changement de phase. Système (1) pour refroidir un objet (3), le système (1) comprenant :- une enceinte (4) à l’intérieur de laquelle un volume est agencé pour recevoir ledit objet (3) à distance du fond (5) de l’enceinte (4) ;- un échangeur thermique (11), notamment un condenseur, agencé à l’intérieur de l’enceinte (4), notamment au-dessus dudit objet (3) ;- au moins une plaque (50) s’étendant au moins partiellement face à une surface dudit objet (3) et agencée éventuellement verticalement ou sensiblement verticalement, dans lequel un matériau à changement de phase (23), notamment diélectrique, est destiné à occuper un volume libre à l’intérieur de l’enceinte (4), notamment entre le fond (5) de l’enceinte (4) et l’objet (3). Figure pour l’abrégé : 2

Description

Système pour refroidir un objet dans une enceinte au moyen d'un matériau à changement de phase.
L’invention concerne un système pour refroidir un objet. L’invention porte aussi sur une batterie comprenant un tel système et un objet, comme au moins un module de batterie. L’invention porte encore sur un véhicule, notamment automobile, comprenant un tel système ou une telle batterie.
Un véhicule automobile à motorisation électrique ou hybride comprend une batterie de traction et/ou de propulsion. Une telle batterie comprend des modules, chaque module comprenant plusieurs cellules électrochimiques de stockage d’énergie électrique. Il apparaît important de refroidir de telles cellules afin de maximiser l’autonomie et la vitesse de charge de la batterie, notamment en raison de l’augmentation de la densité de puissance thermique de telles batteries.
On connaît un système de refroidissement par circulation d’un liquide caloporteur, tel que de l’eau glycolée. Toutefois, cette solution présente des inconvénients. En particulier, l’eau étant un bon conducteur électrique, les contraintes de sécurité du système rendent cette solution complexe à mettre en œuvre.
Le but de l’invention est de fournir un système pour refroidir un objet remédiant aux inconvénients ci-dessus et améliorant les systèmes connus de l’art antérieur. En particulier, l’invention permet de réaliser un système qui soit simples et fiable et qui permette une performance optimisée de refroidissement.
L'invention se rapporte à un système pour refroidir un objet, le système comprenant :
- une enceinte à l’intérieur de laquelle un volume est agencé pour recevoir ledit objet à distance du fond de l’enceinte ;
- un échangeur thermique, notamment un condenseur, agencé à l’intérieur de l’enceinte, notamment au-dessus dudit objet ;
- au moins une plaque s’étendant au moins partiellement face à une surface dudit objet et agencée éventuellement verticalement ou sensiblement verticalement,
dans lequel un matériau à changement de phase, notamment diélectrique, est destiné à occuper un volume libre à l’intérieur de l’enceinte, notamment entre le fond de l’enceinte et l’objet.
Le système peut comprendre au moins un canal s’étendant verticalement ou sensiblement verticalement.
L’au moins une plaque peut présenter un profil en forme de créneaux.
L’au moins une plaque peut présenter :
- un profil apte à assurer une élasticité mécanique à l’ensemble formé par l’objet et l’au moins une plaque ; et/ou
- une épaisseur comprise entre 2 et 5 mm.
Le système peut comprendre au moins une plaque agencée face à une surface externe de l’objet, notamment une première plaque et une deuxième plaque, les première et deuxième plaques étant respectivement agencées face à une première surface externe longitudinale de l’objet et face à une deuxième surface externe longitudinale de l’objet opposée à la première surface externe longitudinale.
Ledit objet peut comprendre au moins un module batterie comprenant au moins deux éléments de stockage d’énergie électrique, le système comprenant au moins une plaque agencée entre deux éléments de stockage d’énergie électrique adjacents, notamment au milieu du module.
Le système peut comprendre au moins un support de forme allongée agencé à l’intérieur de l’enceinte, notamment transversalement, entre le fond de l’enceinte et l’objet.
Le système peut comprendre au moins une membrane mobile agencée à l’intérieur de l’enceinte entre une surface externe transversale de l’objet et l’enceinte.
L'invention se rapporte également à une batterie comprenant un système tel que défini précédemment et un objet, comme au moins un module de batterie.
L'invention se rapporte également à un véhicule, notamment automobile, comprenant un système tel que défini précédemment et/ou une batterie telle que définie précédemment.
Les dessins annexés représentent, à titre d’exemple, un mode de réalisation d’un système pour refroidir un objet selon l’invention.
La est une vue en coupe selon un plan vertical A-A représentant un mode de réalisation d’un système pour refroidir un objet.
La est une vue en coupe selon un plan horizontal B-B représentant un mode de réalisation d’un système pour refroidir un objet.
La est une vue en coupe selon un plan vertical C-C représentant un mode de réalisation d’un système pour refroidir un objet.
On définit un repère orthonormé X, Y, Z dans lequel X désigne la direction longitudinale, Y la direction transversale et Z une direction verticale ou sensiblement verticale. Les termes « au-dessus », « supérieur », « haut », « inférieur », « bas » et « fond » sont définis en référence à l’axe Z, orienté du bas vers le haut.
Pour refroidir les cellules d’une batterie, notamment pour un véhicule, une solution est d’immerger les cellules dans un matériau diélectrique à changement de phase contenu dans une enceinte. Le matériau diélectrique en phase liquide en contact avec les cellules présentant une température élevée s’évapore en refroidissant ainsi les cellules. Le matériau diélectrique en phase vapeur est ensuite condensé sur une paroi dite « froide », présentant une température faible, et descend dans l’enceinte. Une telle solution permet de refroidir le haut et les côtés des cellules, par la conduction thermique. L’énergie calorifique générée à l’intérieur des cellules est transférée vers le haut et les côtés des cellules refroidies.
Une telle solution permet un échange thermique entre les cellules et le matériau diélectrique à changement de phase de performance élevée. Il en résulte que la résistance thermique de conduction à l’intérieur des cellules est prédominante dans la résistance thermique totale du système, qui est la somme de la résistance thermique de conduction à l’intérieur des cellules et de la résistance thermique d’échange entre le matériau diélectrique et les parois.
Afin d’améliorer la performance de refroidissement d’un tel système, la demanderesse a cherché à réduire la résistance thermique de conduction à l’intérieur des cellules.
L’invention propose non seulement de refroidir le haut et les deux flancs ou côtés de cellules, mais aussi le bas des cellules ou la surface inférieure des cellules. Habituellement, la surface inférieure des cellules est en contact avec le fond de l’enceinte, ce qui ne permet pas de refroidir la surface inférieure des cellules. L’invention propose un système permettant de refroidir les quatre surfaces latérales d’un objet, notamment sur toute l’épaisseur de l’objet, et la surface inférieure de l’objet.
Un mode de réalisation d’un système 1 pour refroidir un objet 3 est décrit ci-après en référence aux figures 1 à 3.
L’objet 3 peut comprendre au moins un module de batterie, notamment pour un véhicule 100. L’au moins un module batterie peut être de type Li-Ion.
Le véhicule 100 est par exemple un véhicule automobile, notamment à motorisation électrique ou hybride. Le véhicule 100 peut être un véhicule automobile comprenant un moteur thermique équipé d’une batterie, notamment de tension de l’ordre de 48 V.
Le système 1 comprend une enceinte 4 à l’intérieur de laquelle un volume est agencé pour recevoir ledit objet 3. L’enceinte 4 comprend un fond 5.
L’enceinte 4 est par exemple parallélépipédique ou sensiblement parallélépipédique. L’enceinte 4 peut comprendre une première paroi longitudinale 4a et une deuxième paroi longitudinale 4b. La première paroi longitudinale 4a et la deuxième longitudinale paroi 4b sont opposées et parallèles, ou sensiblement parallèles, l’une par rapport à l’autre. La première paroi longitudinale 4a et la deuxième paroi longitudinale 4b sont par exemple verticales ou sensiblement verticales.
Dans le cas où l’enceinte 4 est parallélépipédique ou sensiblement parallélépipédique, l’enceinte 4 peut comprendre une troisième paroi latérale 4c et une quatrième paroi latérale 4d. La troisième paroi latérale 4c et la quatrième paroi latérale 4d sont opposées et parallèles, ou sensiblement parallèles, l’une par rapport à l’autre. La troisième paroi latérale 4c et la quatrième paroi latérale 4d sont par exemple verticales ou sensiblement verticales.
De préférence, la première paroi longitudinale 4a et la deuxième paroi longitudinale 4b et la troisième paroi latérale 4c et la quatrième paroi latérale 4d et le fond 5 forment une sorte de boîte parallélépipédique ou sensiblement parallélépipédique ouverte sur le dessus (sans paroi supérieure).
Dans le cas d’une enceinte 4 parallélépipédique, la coupe A-A est réalisée selon un plan parallèle ou sensiblement parallèle aux parois longitudinales 4a, 4b. Toujours dans le cas d’une enceinte 4 parallélépipédique, la coupe B-B est réalisée selon un plan parallèle ou sensiblement parallèle au fond 5 de l’enceinte 4. Toujours dans le cas d’une enceinte 4 parallélépipédique, la coupe C-C est réalisée selon un plan parallèle ou sensiblement parallèle aux parois latérales 4c, 4d.
L’objet 3 est destiné à être agencé à l’intérieur de l’enceinte 4 à distance du fond 5 de l’enceinte 4.
Avantageusement, l’enceinte 4 comprend un couvercle 16, notamment amovible. Le couvercle 16 est destiné à être agencé sur le dessus de l’enceinte 4 de sorte à fermer l’enceinte 4 par le dessus.
Un matériau 23 à changement de phase, notamment diélectrique, est destiné à occuper un volume libre à l’intérieur de l’enceinte 4, notamment entre le fond 5 de l’enceinte 4 et l’objet 3.
Le matériau 23 est par exemple un matériau ayant une température d’ébullition de l’ordre de 34°C.
Le matériau 23 est par exemple un matériau pur. En variante, le matériau 23 peut être un mélange à base d’huile.
Le matériau 23 est apte à passer d’une phase liquide à une phase vapeur, et vice versa, selon des conditions de température et/ou de pression. De préférence, le matériau 23 est diélectrique.
L’au moins un module batterie peut comprendre au moins un élément de stockage d’énergie électrique 6, notamment au moins une cellule électrochimique.
L’au moins un élément de stockage d’énergie électrique 6 est notamment immergé dans le matériau 23.
L’au moins un élément de stockage d’énergie électrique 6 est par exemple une cellule électrochimique de type pouch.
L’au moins un élément de stockage d’énergie électrique 6 comprend une partie principale 7, notamment de forme rectangulaire, où se trouvent les matériaux de stockage électrique. L’au moins un élément de stockage d’énergie électrique 6 comprend en outre une connexion électrique positive et une connexion électrique négative 8, 9.
Par hauteur H de l’objet 3 ou de l’au moins un élément de stockage d’énergie électrique 6, on entend la dimension de l’objet 3 ou de la partie principale 7 selon la direction Z. Par largeur W de l’objet 3 ou de l’au moins un élément de stockage d’énergie électrique 6, on entend la dimension de l’objet 3 ou de la partie principale 7 selon la direction X.
A titre d’exemple d’ordre de grandeur de dimensions, la hauteur H de l’au moins un élément de stockage d’énergie électrique 6 est par exemple comprise entre 80 mm et 100 mm.
Chaque élément de stockage d’énergie électrique 6 comprend une première face principale 7a et une deuxième face principale 7b. La première face 7a et la deuxième face 7b sont opposées et parallèles, ou sensiblement parallèles, l’une par rapport à l’autre. Les éléments de stockage d’énergie électrique 6 sont disposés au sein de l’enceinte 4 de sorte que la première face 7a de chaque élément de stockage d’énergie électrique 6 se trouve en face de la première paroi longitudinale 4a de l’enceinte 4 et de sorte que la deuxième face 7b de chaque élément de stockage d’énergie électrique 6 se trouve en face de la deuxième paroi longitudinale 4b de l’enceinte 4.
Avantageusement, la partie principale 7 de chaque élément de stockage d’énergie électrique 6 est parallélépipédique. De préférence, tous les éléments de stockage d’énergie électrique 6 ont des dimensions identiques ou sensiblement identiques et sont agencés côte à côte.
Les éléments de stockage d’énergie électrique 6 sont notamment agencés verticalement, leurs faces principales en contact entre elles.
Le système 1 peut comprendre au moins un support 30 de forme allongée agencé à l’intérieur de l’enceinte 4, notamment transversalement, entre le fond 5 de l’enceinte 4 et l’objet 3. Avantageusement, le système 1 peut comprendre plusieurs supports 30 de forme allongée. Les supports 30 de forme allongée peuvent être agencés à distance les uns des autres selon la direction X.
L’au moins un support 30 de forme allongée est notamment agencé selon la direction Y.
L’au moins un support 30 de forme allongée est par exemple une traverse.
L’au moins un support 30 de forme allongée est par exemple en plastique.
L’au moins un support 30 de forme allongée peut être posé sur le fond 5 de l’enceinte 4. L’objet 3, notamment les éléments de stockage d’énergie électrique 6, peuvent être posés sur l’au moins un support 30 de forme allongée.
Grâce à l’au moins un support 30 de forme allongée, la partie principale 7 des éléments de stockage d’énergie électrique 6 est surélevée par rapport au fond 5 de l’enceinte 4. Les éléments de stockage d’énergie électrique 6 sont ainsi rapprochés du condenseur 11.
L’au moins un support 30 de forme allongée permet le passage du matériau 23 à changement de phase entre la surface inférieure 3c de l’objet 3 et le fond 5 de l’enceinte 4.
Le matériau 23 occupe, remplit, un volume V disponible au-dessous et au-dessus et/ou autour de l’objet 3. Le matériau 23 occupe, remplit, un volume V disponible au-dessous et au-dessus des éléments de stockage d’énergie électrique 6 et/ou autour des éléments de stockage d’énergie électrique 6. Le volume V s’étend notamment sous les éléments de stockage d’énergie électrique 6, c’est-à-dire entre le fond 5 de l’enceinte 4 et les éléments de stockage d’énergie électrique 6.
Chaque élément de stockage d’énergie électrique 6 comprend une surface inférieure 7c et une surface supérieure 7d.
On appelle hauteur e l’écart entre le fond 5 de l’enceinte 4 et la surface inférieure 7c des éléments de stockage d’énergie électrique 6.
La hauteur e correspond par exemple à 15% de la hauteur H.
Le système 1 peut comprendre un échangeur thermique 11, notamment un condenseur.
Le condenseur 11 peut être agencé à l’intérieur de l’enceinte 4, de préférence en partie supérieure de l’enceinte 4, par exemple au-dessus dudit objet 3, notamment juste au-dessus des éléments de stockage d’énergie électrique 6.
Avantageusement, le condenseur 11 peut comprendre des ailettes.
De préférence, un ou plusieurs conduits ou tuyaux 12 peuvent s’étendre au sein du condenseur 11. De tels conduits 12 permettent la circulation d’un liquide, par exemple un liquide destiné à refroidir le condenseur 11, par exemple un liquide contenant de l’eau. Le système 1 peut comprendre une entrée/sortie 13 pour au moins un liquide.
Le système 1 peut comprendre un moyen de séparation ajouré 14, notamment une grille ou sensiblement une grille. Le moyen de séparation ajouré 14 peut être agencé entre l’objet 3 et le condenseur 11, notamment entre la surface supérieure 7d des éléments de stockage d’énergie électrique 6 et le condenseur 11. Le moyen de séparation ajouré 14 comprend notamment des parois s’étendant verticalement ou sensiblement verticalement, avantageusement sur toute l’épaisseur du moyen de séparation ajouré. Ainsi, les parois créent des orifices entre elles de sorte à laisser passer le matériau 23 à changement de phase depuis la surface supérieure 7d des éléments de stockage d’énergie électrique 6 vers le condenseur 11 et vice versa. Le moyen de séparation ajouré 14 est notamment destiné à réduire la hauteur du système 1 garder du fluide à changement de phase 23 même dans des cas où le véhicule serait à des inclinaisons non négligeables. Le moyen de séparation ajouré 14 est par contre réalisé le moins épais possible pour réduire la taille totale du système 1, le condenseur 11 pouvant être rapproché au maximum des éléments de stockage d’énergie électrique 6, seul le moyen de séparation ajouré 14 étant interposé entre la surface supérieure 7d des éléments de stockage d’énergie électrique 6 et le condenseur 11. On choisira un espacement minimum entre la surface supérieure 7d des éléments de stockage d’énergie électrique 6 et le condenseur 11, notamment pour assurer une ébullition correcte du matériau 23 à changement de phase. L’écart entre le couvercle 16 et la surface supérieure 7d des éléments de stockage d’énergie électrique 6 est notamment choisi de sorte à garantir une place suffisance pour le condenseur 11. L’écart entre le couvercle 16 et la surface supérieure 7d des éléments de stockage d’énergie électrique 6 est par exemple de l’ordre de 10 mm.
Par épaisseur du moyen de séparation ajouré 14, on entend sa dimension selon la direction Z.
Le moyen de séparation ajouré 14 a par exemple une épaisseur comprise entre 0,5 mm et 5 mm, en particulier comprise entre 1 mm et 3 mm.
Le système 1 peut comprendre au moins une membrane 43, 44, notamment mobile, agencée à l’intérieur de l’enceinte 4 entre une surface externe transversale de l’objet 3 et l’enceinte 4.
L’enceinte 4 peut comprendre trois zones : une zone centrale 40 et une première et une deuxième zones d’extrémité 41 et 42 aux extrémités opposées de l’enceinte 4 selon la direction X. La séparation entre la zone centrale 40 et la première zone d’extrémité 41 peut être réalisée par une première membrane 43. La séparation entre la zone centrale 40 et la deuxième zone d’extrémité 42 peut être réalisée par une deuxième membrane 44. Avantageusement, la première membrane 43 est mobile. Avantageusement, la deuxième membrane 44 est mobile.
Les membranes mobiles 43, 44 permettent d’obtenir un volume variable pour les première et deuxième zones d’extrémité 41, 42, ce qui permet de minimiser le volume de matériau à changement de phase 23, et compenser la variation du volume du fluide de refroidissement.
Les membranes mobiles 43, 44 sont destinées à stabiliser la pression dans l’enceinte 4.
La transformation du liquide en vapeur augmente le volume occupé par le matériau à changement de phase 23. Les deux membranes 43 et 44 se déplacent vers les parois latérales 4c et 4d respectivement de l’enceinte 4. La pression dans la zone centrale 40 de l’enceinte 4 en ébullition reste à la pression atmosphérique. Les membranes mobiles 43 et 44 permettent de conserver une pression égale ou sensiblement égale à la pression atmosphérique pendant le fonctionnement du système 1.
Le système 1 peut comprendre au moins une ouverture 10 agencée à un emplacement d’au moins une des parois latérales 4c, 4d de l’enceinte 4. Le système 1 peut comprendre une ouverture 10 agencée à un emplacement de la troisième paroi latérale 4c et une ouverture 10 agencée à un emplacement de la quatrième paroi latérale 4d. L’au moins une ouverture 10 est destinée à permettre une entrée d’air extérieur dans l’enceinte 4 lorsque le volume du fluide diélectrique diminue, et une sortie de l’air vers l’extérieur lorsque ce volume augmente. Les ouvertures 10 sont destinées à permettre une entrée ou une sortie d’air dans les zones d’extrémité 41 et 42 de l’enceinte 4. L’au moins une ouverture 10 est destinée à garantir une pression constante ou sensiblement constante dans l’enceinte 4, notamment égale ou sensiblement égale à la pression atmosphérique. L’ébullition du matériau 23 à changement de phase peut ainsi être réalisée à la pression atmosphérique.
Le système 1 peut comprendre un trou réalisé à un emplacement du couvercle 16, destiné au remplissage de l’enceinte 4 par le matériau 23. Le trou est destiné à être fermé par un bouchon de fermeture 17.
Le système 1 peut comprendre une première connexion électrique globale 15 et une deuxième connexion électrique globale 19.
Le système 1 comprend au moins une plaque 50 s’étendant au moins partiellement face à une surface dudit objet 3.
L’au moins une plaque 50 est agencée éventuellement verticalement ou sensiblement verticalement.
Avantageusement, l’au moins une plaque 50 peut s’étendre sur toute la hauteur H dudit objet 3.
Avantageusement, l’au moins une plaque 50 peut s’étendre sur toute la largeur W dudit objet 3.
L’au moins une plaque 50 est configurée de sorte à laisser monter les vapeurs du matériau à changement de phase 23.
Le matériau à changement de phase 23 est destiné à descendre à l’intérieur de l’enceinte 4 quand il est sous forme liquide, et à monter à l’intérieur de l’enceinte 4 quand il est sous forme de vapeur.
L’au moins une plaque 50 permet de faciliter la descente du matériau 23 en phase liquide et/ou la montée du matériau 23 en phase vapeur.
L’au moins une plaque 50 peut comprendre au moins un canal s’étendant verticalement ou sensiblement verticalement. L’au moins une plaque 50 peut comprendre plusieurs canaux, notamment verticaux. L’au moins une plaque 50 peut être une plaque massive percée de canaux verticaux.
L’au moins un canal vertical de l’au moins une plaque 50 permet à la vapeur du matériau 23 créée sur la surface inférieure 7c de l’au moins un élément de stockage d’énergie électrique 6 de monter vers le condenseur 11, et/ou au liquide du matériau 23 formé par condensation de descendre, assurant ainsi le refroidissement du bas de l’au moins un élément de stockage d’énergie électrique 6.
L’au moins une plaque 50 peut présenter un profil en forme de créneaux, notamment un profil rectangulaire. L’au moins une plaque 50 peut être réalisée à partir d’une plaque mince pliée selon une forme de profil rectangulaire.
Le profil rectangulaire de l’au moins une plaque 50 est destiné à optimiser le passage des vapeurs du matériau à changement de phase 23, en augmentant la surface de l’au moins une plaque 50 par rapport à une plaque plate.
L’au moins une plaque 50 est par exemple en aluminium ou en acier. L’au moins une plaque 50 peut être en plastique.
On choisira pour l’au moins une plaque 50 un ou des matériaux permettant une dilatation de l’objet 3 ou de l’au moins un élément de stockage d’énergie 6.
L’au moins une plaque 50 peut présenter une épaisseur comprise entre 2 et 5 mm. Par épaisseur de l’au moins une plaque 50, on entend la distance entre les surfaces principales verticales ou sensiblement verticales de l’au moins une plaque 50.
L’au moins une plaque 50 permet de comprimer l’au moins un élément de stockage d’énergie 6.
L’au moins une plaque 50 peut avoir pour fonction d’assurer une élasticité mécanique à l’objet 3, notamment dans le cas où les éléments de stockage d’énergie 6 gonfleraient lors du fonctionnement du système 1. La forme du profil de l’au moins une plaque 50 pourra être choisie pour répondre à ce besoin d’élasticité mécanique.
L’au moins une plaque 50 peut présenter un profil apte à assurer une élasticité mécanique à l’ensemble formé par l’objet 3 et l’au moins une plaque 50.
Le système 1 peut comprendre au moins une plaque 50 agencée face à une surface externe de l’objet 3.
Le système 1 peut comprendre une première plaque 51 et une deuxième plaque 52.
La première plaque 51 peut être agencée face à une première surface externe longitudinale 3a de l’objet 3. La deuxième plaque 52 peut être agencée face à une deuxième surface externe longitudinale 3b de l’objet 3 opposée à la première surface externe longitudinale 3a.
Dans le cas où l’objet 3 comprend au moins un module batterie comprenant au moins deux éléments 6 de stockage d’énergie électrique, le système 1 peut comprendre au moins une plaque 50 agencée face à l’un des deux éléments de stockage d’énergie électrique 6 de périphérie du module, notamment contre une première face principale 7a et/ou contre une deuxième face principale 7b d’un élément de stockage d’énergie électrique 6. Le système 1 peut comprendre deux plaques 51, 52 agencées respectivement face aux deux éléments de stockage d’énergie électrique 6 de périphérie du module. Le système 1 peut comprendre au moins une plaque 53 agencée entre deux éléments de stockage d’énergie électrique 6 adjacents, notamment au milieu du module, entre une première face principale 7a et une deuxième face principale 7b de deux éléments de stockage d’énergie électrique 6 adjacents.
Le système 1 peut comprendre trois plaques 51, 52, 53.
Le matériau 23 en phase vapeur monte naturellement à l’intérieur de l’enceinte 4. Le matériau 23 en phase liquide descend naturellement à l’intérieur de l’enceinte 4. Lors d’un changement d’état liquide – gaz du matériau 23, le volume du matériau 23 augmente. Les membranes mobiles 43, 44 permettent de réaliser une compensation de volume.
Un système 1 du type de celui décrit ci-dessus permet de refroidir le bas de l’objet 3, notamment le bas de l’au moins un élément de stockage d’énergie électrique 6. Tous les côtés de l’objet 3 peuvent ainsi être refroidis par l’ébullition du matériau à changement de phase 23.
Si le système 1 permettait de refroidir seulement le haut et les deux flancs verticaux de l’objet 3, la température maximale de l’au moins un élément de stockage d’énergie 6 se trouverait au bas et au milieu de l’au moins un élément de stockage d’énergie 6. En refroidissant aussi le bas de l’objet 3, un système 1 du type de celui décrit ci-dessus permet de diviser par quatre l’écart entre cette température maximale et la température minimale qui se trouve à la surface de l’objet 3 en contact avec le matériau 23 à changement de phase.
Un avantage d’un système 1 du type de celui décrit ci-dessus réside dans la le fait qu’il permet d’augmenter la performance de refroidissement de l’objet 3, notamment de l’au moins un élément de stockage d’énergie 6. Il en résulte la possibilité de réaliser une charge ultra rapide d’une batterie comprenant l’au moins un élément de stockage d’énergie 6. Un tel système 1 permet d’éviter un emballement thermique d’une batterie.
Le contact direct entre l’au moins un élément de stockage d’énergie 6 et le matériau 23 à changement de phase augmente la performance de refroidissement du système 1.
Un système 1 du type de celui décrit ci-dessus permet de diviser la résistance thermique de conduction par quatre par rapport à un système refroidissant un objet uniquement par le haut. En effet, d’une part la longueur de parcours de chaleur de l’au moins un élément de stockage d’énergie 6 vers le matériau 23 est divisé par deux, d’autre part la chaleur a deux chemins pour être évacuée vers le matériau 23 au lieu d’un seul chemin lorsqu’on refroidit uniquement par le haut. On peut ainsi réduire de façon significative la résistance thermique globale d’un tel système 1.
On pourra faire varier le nombre de plaques 50 selon le nombre d’éléments de stockage d’énergie électrique 6 dans un module.
Dans un système 1 du type de celui décrit ci-dessus, plus le nombre de plaques 50 est élevé, plus le refroidissement sera homogène.
Un système 1 du type de celui décrit ci-dessus peut comprendre une seule plaque 50 au milieu d’éléments de stockage d’énergie 6, ou deux plaques sur chaque périphérie du module, ou encore trois plaques comme illustré sur la si le nombre d’éléments de stockage d’énergie 6 est élevé. Tout autre nombre de plaques 50 pourra être choisi.
Bien que l’invention ait été décrite dans le cas d’une batterie pour un véhicule, l’invention peut s’appliquer à une batterie destinée à être stationnaire ou au sein d’une centrale de production d’électricité.
Bien que l’invention ait été décrite dans le cas d’une batterie pour un véhicule automobile, l’invention peut s’appliquer à une batterie destinée à équiper tout type de véhicules, tels que des véhicules agricoles, engins de chantiers, ou encore des véhicules à deux roues, trois roues ou de type quad, voire même des avions.
Bien que l’invention ait été décrite dans le cas de cellules électrochimiques de stockage d’énergie électrique de type pouch, l’invention s’applique à tout type de cellules.
Bien que l’invention ait été décrite dans le cas d’une batterie, l’invention s’applique à tout type d’objet à refroidir, par exemple à un serveur.

Claims (10)

  1. Système (1) pour refroidir un objet (3), le système (1) comprenant :
    - une enceinte (4) à l’intérieur de laquelle un volume est agencé pour recevoir ledit objet (3) à distance du fond (5) de l’enceinte (4) ;
    - un échangeur thermique (11), notamment un condenseur, agencé à l’intérieur de l’enceinte (4), notamment au-dessus dudit objet (3) ;
    - au moins une plaque (50) s’étendant au moins partiellement face à une surface dudit objet (3) et agencée éventuellement verticalement ou sensiblement verticalement,
    dans lequel un matériau à changement de phase (23), notamment diélectrique, est destiné à occuper un volume libre à l’intérieur de l’enceinte (4), notamment entre le fond (5) de l’enceinte (4) et l’objet (3).
  2. Système selon la revendication 1, dans lequel l’au moins une plaque (50) comprend au moins un canal s’étendant verticalement ou sensiblement verticalement.
  3. Système selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’au moins une plaque (50) présente un profil en forme de créneaux.
  4. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une plaque (50) présente :
    - un profil apte à assurer une élasticité mécanique à l’ensemble formé par l’objet (3) et l’au moins une plaque (50) ; et/ou
    - une épaisseur comprise entre 2 et 5 mm.
  5. Système selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins une plaque (50) agencée face à une surface externe de l’objet (3), notamment une première plaque (51) et une deuxième plaque (52), les première (51) et deuxième (52) plaques étant respectivement agencées face à une première surface externe longitudinale (3a) de l’objet (3) et face à une deuxième surface externe longitudinale (3b) de l’objet (3) opposée à la première surface externe longitudinale (3a).
  6. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit objet (3) comprend au moins un module batterie comprenant au moins deux éléments de stockage d’énergie électrique (6), le système comprenant au moins une plaque (53) agencée entre deux éléments de stockage d’énergie électrique (6) adjacents, notamment au milieu du module.
  7. Système selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins un support de forme allongée (30) agencé à l’intérieur de l’enceinte (4), notamment transversalement, entre le fond (5) de l’enceinte (4) et l’objet (3).
  8. Système selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins une membrane (43, 44) mobile agencée à l’intérieur de l’enceinte (4) entre une surface externe transversale de l’objet (3) et l’enceinte (4).
  9. Batterie comprenant un système (1) selon l’une des revendications précédentes et un objet (3), comme au moins un module de batterie.
  10. Véhicule (100), notamment automobile, comprenant un système (1) selon l’une des revendications 1 à 8 et/ou une batterie selon la revendication 9.
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