Brevet FR3047453A1 — publié le 20170811

DISPOSITIF DE RANGEMENT REFRIGERE POUR PLANCHE DE BORD DE VEHICULE AUTOMOBILE. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte d'une manière générale à la problématique de l'implantation d'une batterie dans d'un véhicule automobile. Arrière-plan de l'invention Les véhicules automobiles dotés d'un moteur à combustion interne comportent traditionnellement une batterie au plomb 12V permettant le démarrage du moteur et assurant également l'alimentation des équipements électriques du réseau de bord. Ce type de batterie fait actuellement l'objet d'une exemption spécifique à la législation en vigueur dans l'Union Européenne qui proscrit l'utilisation de certains éléments toxiques et dangereux pour l'environnement dont le plomb dans les équipements et composants électriques ou électroniques. Le maintien de cette exemption va être prochainement discuté et cette dernière risque de ne pas être reconduite à l'horizon 2020-2025, interdisant du coup la production et la vente de ces batteries au-delà de cette période. Cette perspective impose ainsi aux constructeurs automobiles de prévoir dès à présent des solutions de remplacement, techniquement et économiquement viables. L'une des solutions possibles consiste à utiliser des batteries Lithium qui permettent d'obtenir un niveau de tension proche de celui des batteries actuelles en associant plusieurs cellules en série, constituées chacune de deux électrodes isolées par un séparateur et un solvant électrolyte. Toutefois et contrairement aux batteries au plomb, les batteries Lithium présentent un risque d'inflammation en cas de surcharge, de choc important ou encore de forte chaleur (température environnante supérieure ou égale à 60°C). 3047453 2 Un tel événement peut en effet causer un court-circuit entre les deux électrodes par croissance dendritique de lithium, ce dernier causant un emballement thermique de la cellule menant à son éclatement et à la fuite du solvant électrolyte particulièrement 5 inflammable. Pour des raisons de sécurité évidentes, ces batteries Lithium ne peuvent donc pas être logées dans le compartiment moteur du véhicule comme cela est le cas pour les batteries actuelles au plomb. Il est ainsi connu, notamment sur les véhicules de type hybride, 10 de disposer une telle batterie dans l'habitacle, généralement sous l'un des sièges. Afin d'éviter tout risque d'emballement en cas de surcharge, il demeure indispensable de prévoir un système de refroidissement permettant d'évacuer la chaleur émise par les cellules. 15 La demande de brevet EP 1 786 058 divulgue ainsi un dispositif de refroidissement d'une telle batterie comportant un ventilateur assurant une circulation d'air de refroidissement forcée sur la batterie. Toutefois, ces moyens de ventilation ont pour inconvénient de générer une nuisance sonore quasiment permanente dans l'habitacle et 20 particulièrement désagréable pour les occupants du véhicule. Afin de palier à ce désagrément, la demande de brevet FR 2 964 798 propose de disposer la batterie Lithium et les moyens de ventilation dans le coffre du véhicule mais une telle solution ne permet pas de protéger suffisamment les cellules de la batterie en cas de choc violent 25 par l'arrière. Objet et résumé de l'invention La présente invention vise donc à proposer une solution alternative pour l'implantation d'une batterie dans un véhicule 30 automobile. Elle propose à cet effet, un dispositif de rangement réfrigéré pour planche de bord de véhicule automobile comportant un corps délimitant un premier compartiment refermable et comprenant au moins une première entrée d'air réfrigérée, caractérisé en ce qu'il comporte au 3047453 3 moins un deuxième compartiment refermable attenant audit premier compartiment et comprenant au moins une deuxième entrée d'air réfrigérée indépendante de la première. L'agencement particulier du dispositif de rangement réfrigéré 5 selon l'invention permet ainsi de consacrer l'un de ses deux compartiments refermables réfrigérés au logement d'une batterie du véhicule (notamment celle de démarrage), de sorte à éviter le phénomène de surchauffe de cette batterie tout en réduisant considérablement les nuisances sonores dans l'habitacle et en la 10 protégeant des chocs en cas d'accident. En outre, la mise en oeuvre d'un tel dispositif de rangement n'implique pas de surcoût important en comparaison d'un dispositif de rangement réfrigéré classique. L'invention vise également, sous un deuxième aspect, un module 15 d'alimentation électrique pour véhicule automobile comportant une batterie, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un tel dispositif de rangement réfrigéré dont l'un desdits compartiments loge ladite batterie Selon des caractéristiques préférées de ce module d'alimentation électrique, prises seules ou en combinaison : 20 - ladite batterie est une batterie de démarrage d'un véhicule automobile ; - ladite batterie est une batterie de récupération d'énergie de freinage d'un véhicule automobile hybride ou électrique ; - ladite batterie est de type Lithium ; 25 - la température de consigne du compartiment logeant ladite batterie est pilotée automatiquement en fonction de la température interne de ladite batterie ; - les faces internes des parois délimitant le compartiment logeant ladite batterie sont recouvertes d'un isolant thermique et/ou 30 phonique ; et/ou - le compartiment logeant ladite batterie comporte un plateau monté coulissant et sur lequel repose ladite batterie. 3047453 4 L'invention vise également, sous un troisième aspect, un véhicule automobile comportant une planche de bord dans laquelle est implanté un tel module d'alimentation électrique. Selon une caractéristique préférée, ce véhicule comporte un 5 système de climatisation et ledit compartiment logeant ladite batterie est réfrigéré par l'intermédiaire d'une conduite de distribution spécifique directement branchée en sortie dudit système de climatisation et débouchant sur l'entrée d'air de ce compartiment. 10 Brève description des dessins L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : 15 - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une planche de bord d'un véhicule automobile intégrant un dispositif de rangement réfrigéré selon l'invention logeant une batterie et relié à un système de climatisation implanté dans le compartiment moteur du véhicule ; et 20 - la figure 2 représente un agrandissement du détail II de la figure 1 correspondant à la zone d'implantation dispositif de rangement réfrigéré selon l'invention. Description détaillée d'un mode de réalisation 25 La figure 1 représente une planche de bord 1 d'un véhicule automobile à combustion interne équipé d'un système de climatisation 2 logé dans le compartiment moteur de ce véhicule et visible par transparence au travers de cette planche de bord. Un tel système de climatisation 2 comporte classiquement un 30 groupe échangeur comprenant un circuit de fluide réfrigérant doté d'un compresseur, d'un premier échangeur thermique de type condenseur, d'un détendeur et d'un second échangeur thermique de type évaporateur. 3047453 5 Le flux d'air réfrigéré sortant est pulsé par l'intermédiaire de moyens de répartition vers une conduite de distribution principale 3 se séparant en plusieurs sous-conduites flexibles 4, 5, 6 débouchant sur des buses d'aération ménagées dans la planche de bord 1 afin de 5 diffuser cet air frais dans l'habitacle. La planche de bord 1 comprend un dispositif de rangement réfrigéré 10 selon l'invention et situé du côté passager. Ce dispositif de rangement 10, représenté seul sur la figure 2, comporte un corps 11 encastré dans la planche de bord 1 et délimité par 10 deux parois latérales opposées 12, 13, une paroi inférieure 14, une paroi supérieure 15 et une paroi de fond 16. Ce corps 11 définit un volume interne sensiblement parallélépipédique divisé en deux compartiments attenants 20, 30 séparés par une cloison centrale 17 s'étendant parallèlement aux deux 15 parois latérales 12, 13, et accessibles chacun par une ouverture correspondante 21, 31 débouchant dans l'habitacle du véhicule. Chacun des compartiments 20, 30 est refermable par l'intermédiaire d'une porte respective 22, 32 apte à obturer son ouverture 21, 31 et montée mobile par rapport au corps 11. 20 En l'espèce, chaque porte 22, 32 est articulée à pivotement sur la partie inférieure du corps 11 autour d'un axe horizontal et par l'intermédiaire de moyens d'articulation de types charnières non représentés mais bien connus en soi. Chacune des deux portes 22, 32 comporte en partie haute centrale 25 une poignée de fermeture respective 23, 33, chacune d'elles étant montée pivotante entre une position libérée et une position enclenchée dans laquelle elle coopère avec un organe (non représenté) situé sur l'encadrement de l'ouverture 21, 31 du compartiment correspondant 20, 30 pour maintenir la porte 22, 32 en configuration fermée. 30 Avantageusement, chaque porte 22, 32 comprend également un barillet à clé implanté au niveau de la poignée correspondante 23, 33 pour la verrouiller en configuration fermée. Chacun des compartiments 20, 30 comporte également une entrée d'air réfrigérée indépendante 24, 34 ménagée dans la paroi de fond du 3047453 6 corps 11 et reliée au système de climatisation 2 du véhicule par l'intermédiaire d'une conduite de dérivation correspondante 7, 8 piquée sur la conduite de distribution principale 3 ou sur l'une de ses sous-conduites flexibles 4, 5, 6. 5 Comme cela est bien visible sur la figure 2, l'un 30 des deux compartiments 20, 30 du dispositif de rangement 10 loge une batterie 40 basée par exemple sur la technologie Lithium Fer Phosphate (LiFePO4 ou LFP) et délivrant une tension de 12,8 V. Cette dernière, qui constitue la batterie de démarrage du 10 véhicule, comporte un boîtier parallélépipédique 41 en matériau plastique ouvert sur le dessus et logeant un empilement de quatre cellules LFP rectangulaires de 3.2 V montées en série sur un rack support. Le boîtier abrite également un système électronique de contrôle 15 communément désigné sous l'acronyme anglais BMS pour « Battery Management System » et destiné à assurer l'équilibrage des charges de toutes les cellules afin d'empêcher les sous-tensions ou les surtensions. La batterie 40 comprend en outre un panneau supérieur de couverture 42 refermant le boîtier 41 et sur lequel sont ménagées les 20 deux bornes électriques positive 44 et négative 45 pour le branchement des extrémités des deux câbles de connexion 46, 47 reliés au réseau électrique du véhicule et dont une portion saille à l'intérieur du compartiment 30 après avoir traversé le fond 16 du corps 11 du dispositif de rangement 10. 25 On remarquera à cette occasion que les dimensions de ce compartiment 30 (et en particulier sa hauteur) sont prédéterminées de sorte à faciliter les opérations de branchement ou de débranchement de la batterie 40 par l'utilisateur lors du changement de cette dernière. Il est bien entendu que ce compartiment 30 peut être utilisé pour 30 loger des batteries Lithium d'un autre type (par exemple : Lithium Cobalt, Lithium Manganèse, Lithium Polymère, Lithium Air, etc...) ou des batteries issues d'une technologie différente (par exemple de type super condensateurs). De même, le nombre de cellules qu'elle comporte peut varier de sorte à fournir une tension adaptée à la demande du 3047453 7 réseau électrique de bord du véhicule (par exemple, 24, 36 ou encore 48V). Le second compartiment 20, vide, est destiné de manière classique à servir d'espace de rangement à divers objets tels que le 5 manuel d'utilisation du véhicule, la carte grise, un set d'ampoules de rechange ou bien encore des cartes routières. Selon des variantes de réalisation de l'invention non représentées, l'alimentation en air réfrigéré d'au moins l'un des compartiments (et en particulier de celui 30 hébergeant la batterie 40) du dispositif de 10 rangement 10 est assurée par l'intermédiaire d'une conduite de distribution spécifique directement branchée en sortie dudit système de climatisation 2 (i.e. en sortie de l'évaporateur du groupe échangeur) et débouchant sur l'entrée d'air correspondante de ce compartiment. Une telle configuration permet ainsi de définir une température de 15 consigne propre à ce compartiment et indépendante de celle de l'habitacle, par exemple à l'aide de moyens de réglage manuels (tels qu'une molette ou un sélecteur) disposés à l'intérieur ou à l'extérieur du compartiment. Pour le compartiment 30 logeant la batterie 40, on peut 20 également prévoir que cette température de consigne soit pilotée de manière automatisée en fonction de la température interne de la batterie transmise par un ou plusieurs capteurs. Selon encore d'autres variantes de réalisation non représentées : - le dispositif de rangement selon l'invention est implanté 25 dans la planche de bord d'un véhicule hybride ou électrique et loge par exemple une batterie de récupération d'énergie pendant la décélération ; - les deux compartiments sont formés par deux boîtes refermables indépendantes montées à l'intérieur d'un corps tel que 11 ; 30 - le compartiment 30 comprend un plateau de réception pour batterie monté coulissant afin de faciliter son retrait ou sa mise en place ; et/ou 3047453 8 - les faces internes des parois du compartiment destiné à recevoir la batterie sont recouvertes d'un isolant thermique et/ou phonique. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes 5 de réalisation décrites et représentées et englobe toute variante d'exécution à la portée de l'homme du métier. REVENDICATIONS1. Dispositif de rangement réfrigéré pour planche de bord (1) de véhicule automobile comportant un corps (11) délimitant un premier compartiment refermable (20) et comprenant au moins une première entrée d'air réfrigérée (24), caractérisé qu'il comporte au moins un deuxième compartiment refermable (30) attenant audit premier compartiment (20) et comprenant au moins une deuxième entrée d'air réfrigérée (34) indépendante de la première. 2. Module d'alimentation électrique pour véhicule automobile comportant une batterie (40), caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif de rangement réfrigéré (10) selon la revendication 1 dont l'un (30) desdits compartiments (20, 30) loge ladite batterie (40). 3. Module d'alimentation électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite batterie(40) est une batterie de démarrage d'un véhicule automobile. 4. Module d'alimentation électrique selon la revendication 2, 20 caractérisé en ce que ladite batterie (40) est une batterie de récupération d'énergie de freinage d'un véhicule automobile hybride ou électrique. 5. Module d'alimentation électrique selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite batterie (40) est de 25 type Lithium. 6. Module d'alimentation électrique selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que en ce que la température de consigne du compartiment (30) logeant ladite batterie (40) est pilotée automatiquement en fonction de la température interne de ladite 30 batterie (40). 7. Module d'alimentation électrique selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les faces internes (13, 14, 15, 16, 17) des parois délimitant le compartiment (30) logeant ladite batterie (40) sont recouvertes d'un isolant thermique et/ou phonique. 3047453 10 8. Module d'alimentation électrique selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le compartiment (30) logeant ladite batterie (40) comporte un plateau monté coulissant et sur lequel repose ladite batterie (40). 5 9. Véhicule automobile comportant une planche de bord (1) dans laquelle est implanté un module d'alimentation électrique selon l'une des revendications 2 à 8. 10. Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte un système de climatisation (2) et en ce quel ledit 10 compartiment (30) logeant ladite batterie (40) est réfrigéré par l'intermédiaire d'une conduite de distribution spécifique directement branchée en sortie dudit système de climatisation (2) et débouchant sur l'entrée d'air (24) de ce compartiment (30). 15