Brevet FR2301107A1 — publié le 19760910

Une batterie d'accumulateurs éleccriques s'échauffe chaque fois qu'un courant électrique la traverse, que ce courant soit un courant de charge bu un courant de décharge. La température limite de l'électrolyte est imposée par les constructeurs de batteries, ce qui oblige les utilisateurs à évacuer les calories produites pendant le fonctionnement de ces batteries. On connait différents moyens pour cette évacuation des calories. On peut, par exemple3 la favoriser par une ventilation des connexions ou encore par une circulation d'eau refroidie par ailleurs et parcourant des tubes immergés dans la partie supérieure de l'électrolyte, mais ces moyens ont un rendement peu élevé et sont d'application difficile. L'lnvention a pour but de proposer un moyen plus efficace qui donne des résultats plus favorables tout en étant d'une appli cation particulièrement simple. Le procédé selon l'invention consiste essentiellement à introduire partiellement, dans chaque élément d'une batterie d'accumulateurs dont l'électrolyte est à refroidir, un plongeur tubulaire ferme vertical dont la base est immergée dans l'électro- lyte, tandis que son extrémité supérieure est refroidie à l'exté- rieur de l'élément par l'air ambiant avantageusement ventilé et qui est rempli d'un fluide caloporteur en circulation autonome à bonnes propriétés de transfert de chaleur, capable de se vaporiser avec absorption de chaleur dans la partie basse du plongeur et de se condenser avec dégagement de chaleur dans sa partie haute en assurant l'évacuation de la chaleur absorbée par un cycle d'évaporation et de condensation qui se répète indéfiniment de façon spontanée sous l'action de la chaleur à évacuer. Le fluide caloporteur à utiliser est avantageusement un fréon, c'est-à-dire un hydrocarbure saturé chloré et fluoré, dont ltutilisation est bien connue dans les circuits de refroidissenent à circulation forcée des machines frigorifiques. Le plongeur peut être en acier inoxydable et muni, sur sa base immergée aussi bien que sur sa partie supérieure refroidie, de moyens favorisant un échange thermique avec le milieu environ nant, par exemple d'ailettes en métal bon conducteur de la chaleur. Le refroidissement de la partie extérieure du plongeur est avagtageusement favorisé par une ventilation forcée appliquée à cette partie extérieure. L'invention permet d'extraire très rapidement les calories produites dans un bac de batterie et elle permet ainsi d'augmenter la capacité d'utilisation d'une batterie classique tout en prolongeant sa durée de vie. Pour bien faire comprendre l'invention, on en décrira ci-après, à titre d'exemple, une forme d'exécution particulière en référence au dessin schématique annexé dont la figure unique représente la coupe verticale de la partie supérieure d'un élément d'une batterie d'accumulateurs électriques équipé d'un plongeur de refroidissement selon l'invention. On a indiqué en 1 le bac de l'élément contenant les plaques juxtaposées 2-3 immergées dans#l'électrolyte 4 et reliées respectivement à la borne extérieure négative 5 et à la borne extérieure positive 6. En 7, on a indiqué l'ouverture supérieure du bac 1 qui est fermée par un bouchon 8 traversé, conformément à l'invention, par un plongeur tubulaire vertical 9 creux et fermé, réalisé en acier inoxydable et contenant le fluide caloporteur dont il a été question (fréon de type approprié). Le plongeur 9 est immergé par sa base dans l'électrolyte 4, tandis que son extrémité supérieure, dépassant extérieurement au-dessus du bouchon 8,est avantageusement garnie d'ailettes de transfert de chaleur 10 balayées par un courant de ventilation forcée, schématisé par les flèches 11. Bien que l'électrolyte se trouve en bonne conduction thermique avec la base immergée du plongeur 9, cette base peut aussi ttre garnie d'ailettes 12 de dimensions réduites. Le fonctionnement du plongeur se comprend aisément d'après la description qui précède et il suffira donc de le résumer brièvement ci-aprèsO Quand la batterie d'accumulateurs électriques à laquelle appartient l'élément représenté est en fonctionnement (de charge ou de décharge), l'électrolyte s'chauffe et la température intérieure du tube plongeur 9 s'élève en provoquant l'évaporation du fréon liquide rassemblé au fond du tube plongeur, cette évaporation absorbant rapidement une quantité de chaleur notable prélevée de l'électrolyte. Le fréon évaporé, plus léger que le liquide, s'élève à l'intérieur du tube plongeur 9 en parvenant dans sa partie supérieure refroidie extérieurement par l'air ambiant, avantageusement en ventilation forcée0 Dans cette zone du tube plongeur 9, la vapeur de fréon se refroidit en cédant de la chaleur à l'extérieur par l'intermédiaire de la paroi du tube plongeur 9 et des ailettes 10 et ce fréon 8e condense avec dégagement de chaleur en gouttelettes qui redescendent au fond du tube plongeur en cheminant et en se refroidissait le long de la paroi intérieure du tube plongeur, ce qui achève le cycle de circulation autonome du fréon; ce cycle se renouvelle indéfiniment de façon spontanée sous l'ac- tion d'une différence de température entre 11 électrolyte de l'élément et l'air extérieur de refroidissement. On comprendra que l'exemple d'exécution, plus particulière- ment décrit ci-dessus et représenté au dessin annexé, n'a aucun caractère limitatif et qu'on pourrait, sans s'écarter du cadre de l'invention définie par les revendications annexées, prévoir diverses modifications constructives ou adjonctions. R E V E N D i C À T i O N S. lo Procédé pour le refroidissement de l'électrolyte des batteries d'accumulateurs électriques, consistant essentiellement à introduire partiellement, dans chaque élément d'une batterie dont l'électrolyte est à refroidir, un plongeur tubulaire fermé vertical dont la base est immergée dans ltélectrolyte tandis que son extrémité supérieure est refroidie par l'air ambiant et qui est rempli d'un fluide caloporteur à circulation autonome ayant de bonnes propriétés de transfert de chaleur et capable de se vaporiser avec absorption de chaleur dans la partie basse du plongeur et de se condenser avec dégagement de chaleur dans la partie haute du plongeur en assurant ainsi l'évacuation rapide de la chaleur prélevée à l'électrolyte. 20 Dispositif pour l'application du procédé selon la revendicatiOn 1, comprenant, pour chaque élément de la batterie à refroidir, un bouchon traversé par le plongeur vertical à fluide caloporteur maintenu par ce bouchon et un moyen pour appliquer une ventilation forcée à la partie supérieure extérieure du plongeur. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le tube plongeur est en acier inoxydable et garni, notamment sur sa partie haute extérieure, d'ailettes de transfert de chaleur en métal bon conducteur de la chaleur. 40 Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans lequel le fluide caloporteur du tube plongeur est un fréon d'utilisation connue en soi pour les circuits de refroidissement à circulation forcée des machines frigorifiques.