[go: up one dir, main page]

WO2022023013A1 - Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile - Google Patents

Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile Download PDF

Info

Publication number
WO2022023013A1
WO2022023013A1 PCT/EP2021/069359 EP2021069359W WO2022023013A1 WO 2022023013 A1 WO2022023013 A1 WO 2022023013A1 EP 2021069359 W EP2021069359 W EP 2021069359W WO 2022023013 A1 WO2022023013 A1 WO 2022023013A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
central member
thermal regulation
fluid
plate
cooling
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2021/069359
Other languages
English (en)
Inventor
Aurelie Bellenfant
Juan-Carlos BATISTA
Marc HERRY
Fethy DJALLAL
Julien VERON
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority to EP21740557.0A priority Critical patent/EP4189319A1/fr
Priority to CN202180050753.1A priority patent/CN115917244A/zh
Priority to US18/006,935 priority patent/US20230272983A1/en
Publication of WO2022023013A1 publication Critical patent/WO2022023013A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • 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
    • 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
    • H01M10/65—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
    • H01M10/6567—Liquids
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a device for thermal regulation, in particular cooling, in particular for an electrical component capable of releasing heat during its operation, in particular a device for cooling at least one motor vehicle battery or battery cells .
  • Cooling devices for vehicle batteries are used.
  • These cooling devices may include cooling plates through which a cooling liquid circulates.
  • the cooling plates are installed, as far as possible without space, on the outer side of the batteries for the purpose of dissipating heat or otherwise heating the battery. Cooling devices are known in which the cooling plate is composed of two plate parts which are normally fixed directly to one another.
  • the first plate part is preferably planar
  • the second plate part is preferably a stamped or deformed sheet of metal which has meandering depressions. Said depressions are closed by the flat plate part which is fixed to the stamped plate part, so that coolant ducts are formed.
  • Patent EP 2828922 B1 describes such a device.
  • the invention aims to improve this type of device.
  • the heat transfer fluid in particular a refrigerant
  • a refrigerant is in particular a fluid chosen from the following refrigerants R134a, R1234yf or R744.
  • the invention thus relates to a device for thermal regulation, in particular cooling, for an electrical component capable of releasing heat during its operation, in particular for an electrical energy storage module, this device comprising a first outer plate and a second outer plate, as well as a central member disposed between the two outer plates, this central member comprising reliefs arranged to form with the outer plates at least two layers of circulation channels for a heat transfer fluid, these layers being on either side of the central member, these two sheets having the same direction of circulation of the heat transfer fluid.
  • the outer plates each have a face arranged to be in thermal contact respectively with one of the components to be cooled.
  • the reliefs on the central member which form the channels have ribs.
  • the central member comprises at least one part arranged to participate in the formation of a fluid inlet or outlet zone of the thermal regulation device, this zone being in particular dedicated to a fluid circuit which groups together several thermal regulation devices linked together to cool a battery pack.
  • the central body in particular using the reliefs, is arranged to ensure sufficient mechanical strength in order to withstand the mechanical stresses associated with the use of the heat transfer fluid, in particular from a refrigerant.
  • the mechanical strength makes it possible in particular to ensure tightness at 15 bars of refrigerant pressure, and resistance to bursting at a pressure of 54 bars of the refrigerant.
  • the thermal regulation device is also arranged to ensure limited deformation under operating pressure.
  • the central body is also arranged to ensure satisfactory thermal performance, thanks to a maximum passage section to limit the refrigerant pressure drops along the circuit but also a maximum wetted surface for promote heat exchange with the component to be cooled.
  • the central body comprises a sheet with undulations which form the reliefs.
  • these corrugations extend from one edge of the sheet to the other.
  • these reliefs of the sheet are formed by forming or stamping.
  • this sheet has a substantially rectangular shape.
  • this sheet is made of aluminum.
  • the central body comprises a plate.
  • the reliefs on the plate are formed by stamping.
  • the plate is made of aluminum.
  • the plate forming the central member comprises at least one hole, preferably several holes, for a passage of heat transfer fluid over the two layers, this or these holes thus communicating with the two layers .
  • the central body comprises at least one fluid separation partition to create heat transfer fluid paths within the thermal regulation device.
  • fluid inlet/outlet zones also called manifolds
  • partitions making it possible to create the cooling circulation within this thermal regulation device are preferentially made on the central body in order to limit the number of components.
  • the journey within each device thermal regulation ensures temperature homogeneity between each battery cell of the same module.
  • each thermal regulation device is arranged to cool two battery modules placed against each of these faces.
  • the invention makes it possible to ensure good homogeneity between the two faces of the thermal regulation device, otherwise between the two external plates.
  • these inlet or outlet zones are connected to a connection flange placed on one of the outer plates by means of an orifice, thus allowing the fluidic connection of the various components.
  • the thermal regulation device is arranged to be arranged substantially vertically, between two components to be cooled.
  • the thermal regulation device is arranged to be fixed to the component to be cooled by screwing or by gluing. Other methods of fixing can of course be envisaged.
  • the brazing of the outer plates and of the central body relative to each other allows the creation of two layers of fluid circulation according to the height/thickness of the device.
  • these two sheets have the same direction of circulation in order to meet the criterion of temperature homogeneity between the different components to be cooled.
  • the invention makes it possible to simultaneously supply the two layers with a single distribution box.
  • the central member includes the corrugated sheet
  • this member may have a shorter length compared to the outer plates in order to allow the creation of two distribution boxes on either side of the central member and opposite connection flanges in order to allow the fluid to supply the two layers at the same time, once entered into the exchanger by said flange.
  • patterns for example hollows or protrusions, are made on at least one of the external plates at the level of these distribution boxes in order to avoid deformation of these under fluid pressure.
  • a stamped shape can be made on one of the external plates opposite the connection flanges as well as a specific shape on the central body in order to create two groups of channels in which the fluid can flow in an opposite direction.
  • the central body comprises holes in order to allow the fluid, once entered by the connection flange, to be able to circulate or re-circulate on the two layers.
  • a stamped shape is made on one of the external plates opposite the connection flanges.
  • Another subject of the invention is a system comprising battery cells to be cooled and at least a thermal regulation device according to one of the preceding claims, for cooling these cells.
  • the system includes a direct cooling loop to which the thermal regulation device is connected.
  • Another subject of the invention is a system comprising an electrical component capable of releasing heat during its operation, in particular for an electrical energy storage module, and a cooling device described above, arranged to cooling the component, this component or battery being in thermal contact with the upper plate of the cooling device.
  • FIG. 1 illustrates, schematically and partially, a device according to an example of the invention
  • FIG. 2 illustrates, schematically and partially, the device of [ Figure 1] according to a different view
  • FIG. 1 There is shown in [ Figure 1] and in [ Figure 2] a system 1 comprising a set of battery cells 2 to be cooled, for example rows in one row or two rows or more, and a control device thermal 10 arranged to cool the cells 2.
  • the application here is for a motor vehicle.
  • the thermal regulation device 10 operates with a refrigerant, in particular a fluid chosen from the following refrigerants R134a,
  • the thermal regulation device 10 comprises a first outer plate 11 and a second outer plate 12, as well as a central member 13 disposed between the two outer plates 11 and 12, this central member 13 comprising reliefs 14 arranged to form with the outer plates 11 and 12 two layers 15 and 16 of circulation channels for a heat transfer fluid, these layers 15 and 16 being on either side of the central member 13, these two layers 15 and 16 having the same direction circulation of coolant.
  • the outer plates 11 and 12 each have a face 19 arranged to be in thermal contact respectively with one of the components 2 to be cooled.
  • the reliefs 14 on the central member which form the channels 18 have ribs 20.
  • the central member 13, in particular using the reliefs, is arranged to ensure sufficient mechanical strength in order to withstand the mechanical stresses associated with the use of the heat transfer fluid, in particular a refrigerant.
  • the mechanical strength makes it possible in particular to ensure sealing at 15 bars of refrigerant pressure, and resistance to bursting at a pressure of 54 bars of the refrigerant.
  • the central member 13 comprises a sheet 22 with undulations 23 which form the reliefs 14.
  • This sheet 22 has a substantially rectangular shape.
  • This sheet 22 is made of aluminum.
  • this member 13 may have a shorter length compared to the outer plates 11 and 12 in order to allow the creation of two distribution boxes 58 on either side of the central member 13 and opposite the connection flanges 40 in order to allow the fluid to supply the two layers at the same time, once entered into the exchanger by said flange, as shown in Figure 3.
  • Patterns for example hollows or protrusions 59, are made on the outer plates 11 and 12 at the level of these distribution boxes 58 in order to prevent them from deforming under the pressure of the fluid.
  • a stamped shape 51 is made on one of the outer plates opposite the connection flanges as well as a specific shape on the central body in order to create two groups of channels in which the fluid can flow in an opposite direction.
  • the central member 33 comprises a plate 34.
  • the reliefs 14 on the plate 33 are formed by stamping.
  • the plate is made of aluminum material.
  • the plate 34 forming the central member 33 has two holes 35 on two sides, for a heat transfer fluid passage on the two layers, these holes 35 thus communicating with the two layers.
  • the central member 33 includes a fluid separation partition 37 to create coolant fluid paths within the thermal regulation device.
  • Fluid inlet/outlet zones 38, also called manifolds, in the thermal regulation device 10 and partitions 37 making it possible to create the cooling circulation within this thermal regulation device are preferably made on the central body 33 in order to limit the number of components.
  • the path within each thermal regulation device 10 ensures temperature homogeneity between each battery cell of the same module.
  • Each thermal regulation device is arranged to cool two battery modules placed against each of these faces.
  • the invention makes it possible to ensure good homogeneity between the two faces of the thermal regulation device, otherwise between the two outer plates.
  • the thermal regulation device is arranged to be arranged substantially vertically, between two components to be cooled.
  • the thermal control device 10 is arranged to be fixed to the component to be cooled by screwing or by gluing. Other methods of fixing can of course be envisaged.
  • the central member 33 comprises holes 35 in order to allow the fluid, once entered by the connection flange, to be able to circulate or re-circulate on the two layers.
  • a stamped shape 37 is produced on one of the external plates opposite the connection flanges.
  • the outer plates 11 and 12 have inner faces facing the central member 13 or 33, these faces being flat over most of their area.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de régulation thermique (10), notamment de refroidissement, pour composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un module de stockage d'énergie électrique, ce dispositif comportant une première plaque externe et une deuxième plaque externe, ainsi qu'un organe central disposé entre les deux plaques externes, cet organe central comprenant des reliefs agencés pour former avec les plaques externes (11, 12) au moins deux nappes de canaux de circulation pour un fluide caloporteur, ces nappes étant de part et d'autre de l'organe central (13), ces deux nappes ayant le même sens de circulation de fluide caloporteur.

Description

Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile
[1] La présente invention concerne un dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement, notamment pour composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment un dispositif de refroidissement d’au moins une batterie ou cellules de batterie de véhicule automobile.
[2] Les batteries de véhicules, en particulier pour véhicules électriques ou véhicules hybrides, doivent autant que possible être maintenues à température souhaitée, raison pour laquelle on utilise des dispositifs dits de refroidissement pour batteries de véhicules. Ces dispositifs de refroidissement peuvent comprendre des plaques de refroidissement à travers lesquelles circule un liquide de refroidissement. Les plaques de refroidissement sont installées, autant que possible sans espace, sur le côté extérieur des batteries dans le but de dissiper la chaleur ou bien de chauffer la batterie. On connaît des dispositifs de refroidissement dans lesquels la plaque de refroidissement est composée de deux parties de plaque qui sont normalement fixées directement l'une à l'autre.
Ici, la première partie de plaque est de préférence plane, et la seconde partie de plaque est de préférence une feuille de métal emboutie ou déformée qui présente des dépressions en méandres. Lesdites dépressions sont fermées par la partie de plaque plane qui est fixée à la partie de plaque emboutie, de sorte que des conduits de réfrigérant sont formés. Le brevet EP 2828922 B1 décrit un tel dispositif.
[3] On peut également citer la demande de brevet US2015144314 qui décrit un dispositif de refroidissement de batterie avec une bride de connexion de fluide.
[4] L’invention vise à améliorer ce type de dispositif.
[5] Dans la présente invention le fluide caloporteur, notamment un fluide réfrigérant, est notamment un fluide choisi parmi les fluides réfrigérants suivants R134a, R1234yf ou R744. [6] L’invention a ainsi pour objet un dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement, pour composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un module de stockage d’énergie électrique, ce dispositif comportant une première plaque externe et une deuxième plaque externe, ainsi qu’un organe central disposé entre les deux plaques externes, cet organe central comprenant des reliefs agencés pour former avec les plaques externes au moins deux nappes de canaux de circulation pour un fluide caloporteur, ces nappes étant de part et d’autre de l’organe central, ces deux nappes ayant le même sens de circulation de fluide caloporteur.
[7] Selon un aspect de l’invention, les plaques externes présentent chacune une face agencée pour être en contact thermique respectivement avec l’un des composants à refroidir.
[8] Ainsi les échanges thermiques entre le dispositif de régulation thermique et le composant à refroidir, notamment lorsque ce contact direct est de relativement grande superficie, peuvent être optimum.
[9] Selon un aspect de l’invention, les reliefs sur l’organe central qui forment les canaux comportent des nervures.
[10] Selon un aspect de l’invention, l’organe central comporte au moins une partie agencée pour participer à la formation d’une zone d’entrée ou de sortie de fluide du dispositif de régulation thermique, cette zone étant notamment dédiée à un circuit de fluide qui regroupe plusieurs dispositifs de régulation thermique reliés entre eux pour refroidir un pack batterie.
[11] Selon un aspect de l’invention, l’organe central, notamment à l’aide des reliefs, est agencé pour assurer une tenue mécanique suffisante afin de résister aux sollicitations mécaniques liées à l’utilisation du fluide caloporteur, notamment d’un réfrigérant. La tenue mécanique permet notamment d’assurer une étanchéité à 15 bars de pression du réfrigérant, et une résistance à l’éclatement à une pression de 54 bars du réfrigérant.
[12] Selon un aspect de l’invention, le dispositif de régulation thermique est également agencé pour assurer une déformation limitée sous pression d’utilisation. [13] Selon un aspect de l’invention, l’organe central est également agencé pour assurer une performance thermique satisfaisante, grâce à une section de passage maximale pour limiter les pertes de charge réfrigérantes le long du circuit mais aussi une surface mouillée maximale pour favoriser l’échange thermique avec le composant à refroidir.
[14] Selon un aspect de l’invention, l’organe central comporte une feuille avec des ondulations qui forment les reliefs.
[15] Selon un aspect de l’invention, ces ondulations s’étendent d’un bord à l’autre de la feuille.
[16] Selon un aspect de l’invention, ces reliefs de la feuille sont formés par formage ou emboutissage.
[17] Selon un aspect de l’invention, cette feuille présente une forme sensiblement rectangulaire.
[18] Selon un aspect de l’invention, cette feuille est réalisée en aluminium.
[19] En variante, l’organe central comporte une plaque.
[20] Selon un aspect de l’invention, les reliefs sur la plaque sont formés par emboutissage.
[21] Selon un aspect de l’invention, la plaque est réalisée en aluminium.
[22] Selon un aspect de l’invention, la plaque formant l’organe central comporte au moins un trou, de préférence plusieurs trous, pour un passage de fluide caloporteur sur les deux nappes, ce ou ces trous communiquant ainsi avec les deux nappes.
[23] Selon un aspect de l’invention, l’organe central comporte au moins une cloison de séparation de fluide pour créer des chemins de fluide caloporteur au sein du dispositif de régulation thermique.
[24] Selon un aspect de l’invention, des zones d’entrée / sortie du fluide, encore appelées boites collectrices, dans le dispositif de régulation thermique et des cloisons permettant de créer la circulation réfrigérante au sein de ce dispositif de régulation thermique sont réalisées préférentiellement sur l’organe central afin de limiter le nombre de composants. Le cheminement au sein de chaque dispositif de régulation thermique assure une homogénéité en température entre chaque cellule de batterie d’un même module.
[25] Selon un aspect de l’invention, chaque dispositif de régulation thermique est agencé pour refroidir deux modules de batterie placés contre chacune de ces faces.
[26] L’invention permet d’assurer une bonne homogénéité ente les deux faces du dispositif de régulation thermique, autrement entre les deux plaques externes.
[27] Selon un aspect de l’invention, ces zones d’entrée ou sortie sont mises en liaison avec une bride de connexion placée sur l’une des plaques externes au moyen d’orifice permettant ainsi la connexion fluidique des différents composants.
[28] Selon un aspect de l’invention, le dispositif de régulation thermique est agencé pour être disposé sensiblement verticalement, entre deux composants à refroidir.
[29] Selon un aspect de l’invention, le dispositif de régulation thermique est agencé pour être fixé au composant à refroidir par vissage ou par collage. D’autres modes de fixation peuvent bien entendu être envisagés.
[30] Selon un aspect de l’invention, le brasage des plaques externes et de l’organe central les uns par rapport aux autres permet la création de deux nappes de circulation de fluide suivant la hauteur/épaisseur du dispositif.
[31] Selon un aspect de l’invention, ces deux nappes ont le même sens de circulation afin de répondre au critère d’homogénéité en température entre les différents composants à refroidir.
[32] L’invention permet d’alimenter simultanément les deux nappes avec une seule et même boite de distribution.
[33] Lorsque l’organe central comprend la feuille ondulée, cet organe peut avoir une longueur moindre par rapport aux plaques externes afin d’autoriser la création de deux boites de distribution de part et d’autre de l’organe central et en regard des brides de connexion afin de permettre au fluide d’alimenter les deux nappes en même temps, une fois entré dans l’échangeur par ladite bride. [34] Selon un aspect de l’invention, des motifs, par exemple des creux ou des excroissances, sont réalisés sur l’une au moins des plaques externes au niveau de ces boites de distribution afin d’éviter la déformation de celles-ci sous la pression du fluide.
[35] Afin de réaliser deux sens de circulation opposés sur la largeur du dispositif de régulation thermique, une forme emboutie peut être réalisée sur l’une des plaques externes en regard des brides de connexion ainsi qu’une forme spécifique sur l’organe central afin de créer deux groupes de canaux dans lesquels le fluide peut circuler dans un sens opposé.
[36] Selon un aspect de l’invention, l’organe central comprend des trous afin de permettre au fluide, une fois entré par la bride de connexion, de pouvoir circuler ou re-circuler sur les deux nappes. Afin de réaliser deux sens de circulation opposés sur la largeur du dispositif, une forme emboutie est réalisée sur l’une des plaques externes en regard des brides de connexion.
[37] L’invention a encore pour objet un système comportant des cellules de batterie à refroidir et au moins dispositif de régulation thermique selon l’une des revendications précédentes, pour refroidir ces cellules.
[38] Le système comporte une boucle directe de refroidissement auquel est relié le dispositif de régulation thermique.
[39] L’invention a encore pour objet un système comportant un composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un module de stockage d’énergie électrique, et un dispositif de refroidissement décrit ci-dessus, agencé pour refroidir le composant, ce composant ou batterie étant en contact thermique avec la plaque supérieure du dispositif de refroidissement.
[40] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
[41] - la [Figure 1] illustre, schématiquement et partiellement, un dispositif selon un exemple de l’invention ; [42] - la [Figure 2] illustre, schématiquement et partiellement, le dispositif de la [Figure 1] selon une vue différente,
[43] - la [Figure 3] illustre, schématiquement et partiellement, le dispositif de la [Figure 1] selon une vue différente pour voir les chemins de fluide,
[44] - la [Figure 4] illustre, schématiquement et partiellement, un dispositif selon un autre exemple de l’invention,
[45] - la [Figure 5] illustre, schématiquement et partiellement, le dispositif de la [Figure 4] selon une vue différente.
[46] On a représenté sur la [Figure 1] et sur la [Figure 2] un système 1 comportant un ensemble de cellules de batterie 2 à refroidir, par exemple rangées suivant une rangée ou deux rangées ou plus, et un dispositif de régulation thermique 10 agencé pour refroidir les cellules 2. L’application est ici pour un véhicule automobile.
[47] Le dispositif de régulation thermique 10 fonctionne avec un fluide réfrigérant, notamment un fluide choisi parmi les fluides réfrigérants suivants R134a,
R1234yf ou R744.
[48] Le dispositif de régulation thermique 10 comporte une première plaque externe 11 et une deuxième plaque externe 12, ainsi qu’un organe central 13 disposé entre les deux plaques externes 11 et 12, cet organe central 13 comprenant des reliefs 14 agencés pour former avec les plaques externes 11 et 12 deux nappes 15 et 16 de canaux de circulation pour un fluide caloporteur, ces nappes 15 et 16 étant de part et d’autre de l’organe central 13, ces deux nappes 15 et 16 ayant le même sens de circulation de fluide caloporteur.
[49] Les plaques externes 11 et 12 présentent chacune une face 19 agencée pour être en contact thermique respectivement avec l’un des composants 2 à refroidir.
[50] Ainsi les échanges thermiques entre le dispositif de régulation thermique 10 et le composant 2 à refroidir, notamment lorsque ce contact direct est de relativement grande superficie, peuvent être optimum.
[51 ] Les reliefs 14 sur l’organe central qui forment les canaux 18 comportent des nervures 20. [52] L’organe central 13, notamment à l’aide des reliefs, est agencé pour assurer une tenue mécanique suffisante afin de résister aux sollicitations mécaniques liées à l’utilisation du fluide caloporteur, notamment d’un réfrigérant. La tenue mécanique permet notamment d’assurer une étanchéité à 15 bars de pression du réfrigérant, et une résistance à l’éclatement à une pression de 54 bars du réfrigérant.
[53] L’organe central 13 comporte une feuille 22 avec des ondulations 23 qui forment les reliefs 14.
[54] Ces ondulations 23 s’étendent d’un bord 25 à l’autre 25 de la feuille.
[55] Ces reliefs 14 de la feuille sont formés par formage ou emboutissage.
[56] Cette feuille 22 présente une forme sensiblement rectangulaire.
[57] Cette feuille 22 est réalisée en aluminium.
[58] Lorsque l’organe central comprend la feuille 22 ondulée, cet organe 13 peut avoir une longueur moindre par rapport aux plaques externes 11 et 12 afin d’autoriser la création de deux boites de distributions 58 de part et d’autre de l’organe central 13 et en regard des brides de connexion 40 afin de permettre au fluide d’alimenter les deux nappes en même temps, une fois entré dans l’échangeur par ladite bride, comme visible sur la figure 3.
[59] Des motifs, par exemple des creux ou des excroissances 59, sont réalisés sur les plaques externes 11 et 12 au niveau de ces boites de distribution 58 afin d’éviter la déformation de celles-ci sous la pression du fluide.
[60] Afin de réaliser deux sens de circulation opposés sur la largeur du dispositif de régulation thermique, une forme emboutie 51 est réalisée sur l’une des plaques externes en regard des brides de connexion ainsi qu’une forme spécifique sur l’organe central afin de créer deux groupes de canaux dans lesquels le fluide peut circuler dans un sens opposé.
[61] En variante, comme illustré sur les figures 4 et 5, l’organe central 33 comporte une plaque 34.
[62] Les reliefs 14 sur la plaque 33 sont formés par emboutissage.
[63] La plaque est réalisée en matériau aluminium. [64] La plaque 34 formant l’organe central 33 comporte deux trous 35 sur deux côtés, pour un passage de fluide caloporteur sur les deux nappes, ces trous 35 communiquant ainsi avec les deux nappes.
[65] L’organe central 33 comporte une cloison 37 de séparation de fluide pour créer des chemins de fluide caloporteur au sein du dispositif de régulation thermique.
[66] Des zones d’entrée / sortie du fluide 38, encore appelées boites collectrices, dans le dispositif de régulation thermique 10 et des cloisons 37 permettant de créer la circulation réfrigérante au sein de ce dispositif de régulation thermique sont réalisées préférentiellement sur l’organe central 33 afin de limiter le nombre de composants. Le cheminement au sein de chaque dispositif de régulation 10 thermique assure une homogénéité en température entre chaque cellule de batterie d’un même module.
[67] Chaque dispositif de régulation thermique est agencé pour refroidir deux modules de batterie placés contre chacune de ces faces.
[68] L’invention permet d’assurer une bonne homogénéité ente les deux faces du dispositif de régulation thermique, autrement entre les deux plaques externes.
[69] Ces zones d’entrée ou sortie 38 sont mises en liaison avec une bride de connexion 40 placée sur l’une des plaques externes 11 et 12 au moyen d’orifices 41 permettant ainsi la connexion fluidique des différents composants.
[70] Le dispositif de régulation thermique est agencé pour être disposé sensiblement verticalement, entre deux composants à refroidir.
[71 ] Le dispositif de régulation thermique 10 est agencé pour être fixé au composant à refroidir par vissage ou par collage. D’autres modes de fixation peuvent bien entendu être envisagés.
[72] Le brasage des plaques externes 11 et 12 et de l’organe central 33 les uns par rapport aux autres permet la création de deux nappes de circulation de fluide suivant la hauteur/épaisseur du dispositif.
[73] Ces deux nappes ont le même sens de circulation afin de répondre au critère d’homogénéité en température entre les différents composants à refroidir. [74] Afin de réaliser deux sens de circulation opposés sur la largeur du dispositif de régulation thermique, une forme emboutie 51 est réalisée sur les plaques externes en regard des brides de connexion ainsi qu’une forme spécifique 52 sur l’organe central afin de créer deux groupes de canaux dans lesquels le fluide peut circuler dans un sens opposé. Cette frome 5 est disposée entre les deux trous 41.
[75] Dans l’exemple des figures 4 et 5, l’organe central 33 comprend des trous 35 afin de permettre au fluide, une fois entré par la bride de connexion, de pouvoir circuler ou re-circuler sur les deux nappes. Afin de réaliser deux sens de circulation opposés sur la largeur du dispositif, une forme emboutie 37 est réalisée sur l’une des plaques externes en regard des brides de connexion.
[76] Dans les exemples décrits, les plaques externes 11 et 12 ont des faces internes tournées vers l'organe central 13 ou 33, ces faces étant planes sur la majeure partie de leur superficie.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif de régulation thermique (10), notamment de refroidissement, pour composant électrique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un module de stockage d’énergie électrique, ce dispositif comportant une première plaque externe et une deuxième plaque externe, ainsi qu’un organe central disposé entre les deux plaques externes, cet organe central comprenant des reliefs agencés pour former avec les plaques externes (11 , 12) au moins deux nappes (15,
16) de canaux de circulation pour un fluide caloporteur, ces nappes étant de part et d’autre de l’organe central (13 ; 33), ces deux nappes ayant le même sens de circulation de fluide caloporteur.
[Revendication 2] Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel l’organe central (13 ; 33) comporte au moins une partie agencée pour participer à la formation d’une zone d’entée ou de sortie de fluide du dispositif de régulation thermique, cette zone étant notamment dédiée à un circuit de fluide qui regroupe plusieurs dispositifs de régulation thermique reliés entre eux pour refroidir un pack batterie.
[Revendication 3] Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’organe central comporte une feuille (22) avec des ondulations (é3) qui forment les reliefs.
[Revendication 4] Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel ces ondulations (23) s’étendent d’un bord à l’autre de la feuille.
[Revendication 5] Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, l’organe central comporte une plaque (34).
[Revendication 6] Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel les reliefs sur la plaque sont formés par emboutissage.
[Revendication 7] Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la plaque formant l’organe central comporte au moins un trou (35), de préférence plusieurs trous, pour un passage de fluide caloporteur sur les deux nappes, ce ou ces trous communiquant ainsi avec les deux nappes.
[Revendication 8] Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’organe central comporte au moins une cloison de séparation (37) de fluide pour créer des chemins de fluide caloporteur au sein du dispositif de régulation thermique.
[Revendication 9] Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel des zones d’entrée / sortie du fluide (38), encore appelées boites collectrices, dans le dispositif de régulation thermique et des cloisons permettant de créer la circulation réfrigérante au sein de ce dispositif de régulation thermique sont réalisées préférentiellement sur l’organe central afin de limiter le nombre de composants.
[Revendication 10] Système comportant des cellules de batterie à refroidir et au moins dispositif de régulation thermique selon l’une des revendications précédentes, pour refroidir ces cellules. )
PCT/EP2021/069359 2020-07-27 2021-07-12 Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile Ceased WO2022023013A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21740557.0A EP4189319A1 (fr) 2020-07-27 2021-07-12 Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile
CN202180050753.1A CN115917244A (zh) 2020-07-27 2021-07-12 用于机动车辆的温度控制装置、特别是冷却装置
US18/006,935 US20230272983A1 (en) 2020-07-27 2021-07-12 Temperature control device, in particular a cooling device for a motor vehicle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR2007910 2020-07-27
FR2007910A FR3112847A1 (fr) 2020-07-27 2020-07-27 Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022023013A1 true WO2022023013A1 (fr) 2022-02-03

Family

ID=73013665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/069359 Ceased WO2022023013A1 (fr) 2020-07-27 2021-07-12 Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230272983A1 (fr)
EP (1) EP4189319A1 (fr)
CN (1) CN115917244A (fr)
FR (1) FR3112847A1 (fr)
WO (1) WO2022023013A1 (fr)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116487767A (zh) * 2022-12-27 2023-07-25 镇江海姆霍兹传热传动系统有限公司 电加热器、热管理系统、电动车辆和储能系统
EP4675214A1 (fr) * 2024-07-03 2026-01-07 Benteler Automobiltechnik GmbH Plaque de régulation de température et système de stockage de batterie doté d'une telle plaque de régulation de température

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030164233A1 (en) * 2002-02-19 2003-09-04 Wu Alan K. Low profile finned heat exchanger
US20150144314A1 (en) 2013-11-22 2015-05-28 Ford Global Technologies, Llc Coupling for electric vehicle battery pack
EP2828922B1 (fr) 2012-03-23 2017-10-04 Valeo Klimasysteme GmbH Dispositif de refroidissement pour une batterie de véhicule et batterie de véhicule muni de dispositif de refroidissement
US20190277578A1 (en) * 2018-03-07 2019-09-12 Dana Canada Corporation Heat exchangers with integrated electrical heating elements and with multiple fluid flow passages
US20190366876A1 (en) * 2018-05-30 2019-12-05 Dana Canada Corporation Thermal management systems and heat exchangers for battery thermal modulation
WO2020033139A1 (fr) * 2018-08-10 2020-02-13 Modine Manufacturing Company Plaque de refroidissement de batterie

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030164233A1 (en) * 2002-02-19 2003-09-04 Wu Alan K. Low profile finned heat exchanger
EP2828922B1 (fr) 2012-03-23 2017-10-04 Valeo Klimasysteme GmbH Dispositif de refroidissement pour une batterie de véhicule et batterie de véhicule muni de dispositif de refroidissement
US20150144314A1 (en) 2013-11-22 2015-05-28 Ford Global Technologies, Llc Coupling for electric vehicle battery pack
US20190277578A1 (en) * 2018-03-07 2019-09-12 Dana Canada Corporation Heat exchangers with integrated electrical heating elements and with multiple fluid flow passages
US20190366876A1 (en) * 2018-05-30 2019-12-05 Dana Canada Corporation Thermal management systems and heat exchangers for battery thermal modulation
WO2020033139A1 (fr) * 2018-08-10 2020-02-13 Modine Manufacturing Company Plaque de refroidissement de batterie

Also Published As

Publication number Publication date
CN115917244A (zh) 2023-04-04
FR3112847A1 (fr) 2022-01-28
US20230272983A1 (en) 2023-08-31
EP4189319A1 (fr) 2023-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3931507B1 (fr) Dispositif de regulation thermique, notamment de refroidissement pour vehicule automobile
EP3769365A1 (fr) Système de refroidissement d'au moins une batterie de véhicule automobile
WO2020178536A1 (fr) Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile
FR2999695A1 (fr) Tube plat pour echangeur de chaleur d'air de suralimentation et echangeur de chaleur d'air de suralimentation correspondant.
WO2022023013A1 (fr) Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile
FR3078199A1 (fr) Systeme de refroidissement de cellules de batterie de vehicule automobile
WO2020053506A1 (fr) Dispositif de regulation thermique, notamment de refroidissement
FR3016479A1 (fr) Plaque d'echange thermique pour gestion thermique de batterie et procede de fabrication associe
EP4241034B1 (fr) Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile
FR3097954A1 (fr) Plaque constitutive d’un échangeur de chaleur et échangeur de chaleur comprenant au moins une telle plaque
WO2020043960A1 (fr) Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement
EP2936038B1 (fr) Tube plat pour échangeur de chaleur d'air de suralimentation et échangeur de chaleur d'air de suralimentation correspondant
FR3085543A1 (fr) Dispositif de regulation thermique
EP4490802A1 (fr) Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile
FR3136597A1 (fr) Bac pour recevoir un composant susceptible de dégager de la chaleur
WO2023169790A1 (fr) Dispositif de regulation thermique, notamment de refroidissement pour vehicule automobile
FR3116328A1 (fr) Compartiment pour un équipement susceptible de dégager de la chaleur
FR3152245A1 (fr) Système de conditionnement thermique comprenant deux plaques formant deux circuits de fluide
FR3137167A1 (fr) Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement
FR3136596A1 (fr) Compartiment pour recevoir un composant susceptible de dégager de la chaleur
WO2023169788A1 (fr) Dispositif de regulation thermique, notamment de refroidissement pour vehicule automobile
FR3150856A1 (fr) Module de gestion thermique, notamment pour un véhicule
WO2024189172A1 (fr) Dispositif de régulation thermique pour un composant, notamment un module électronique de puissance
FR3136595A1 (fr) Bac pour recevoir un composant susceptible de dégager de la chaleur
FR3137751A1 (fr) Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21740557

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2021740557

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021740557

Country of ref document: EP

Effective date: 20230227

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2021740557

Country of ref document: EP