Brevet FR3054306A1 — publié le 20180126

Dispositif de refroidissement d'une unité de stockage d'énergie, ensemble associé. La présente invention concerne un dispositif de refroidissement d'une unité de stockage d'énergie électrique, notamment pour une batterie de véhicule automobile. On connait par la demande de brevet US2014013774 un échangeur de chaleur à tubes pour contrôler la température de dispositifs de stockage d'énergie, notamment pour véhicule automobile. On connait également de la demande US2007199333 un échangeur de chaleur à plaques. Toutefois, un inconvénient de ces deux mises en oeuvre consiste en la modularité de tels échangeurs. En effet, il s'avère difficile de prévoir des échangeurs de forme complexe du fait de la structure élémentaire de ces échangeurs. L'invention vise notamment à améliorer au moins certains des inconvénients de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a pour objet un dispositif de refroidissement d'une unité de stockage d'énergie électrique, le dispositif comprenant au moins un échangeur à tubes et un échangeur à plaques, l'échangeur à tubes et l'échangeur à plaques étant reliés fluidiquement de sorte à former un circuit de circulation d'un fluide de refroidissement. De ce fait, grâce à la combinaison de plusieurs types d'échangeurs, connectés entre eux de sorte à former un circuit de fluide, cela permet de mettre en oeuvre un dispositif de refroidissement modulable. Un tel dispositif peut être adapté, par exemple en termes de nombre d'échangeur de chaleur à plaques ou d'échangeur de chaleur à tubes, ce qui permet d'adapter la forme ou la taille que doit présenter le dispositif. Selon un aspect de l'invention, l'échangeur à plaques et 30 l'échangeur à tubes présentent une interface de connexion complémentaire. 3054306 2 De ce fait, on assure une certaine étanchéité du dispositif de refroidissement et on facilite la connexion entre les deux types d'échangeur. Dans une variante, l'échangeur à plaques et l'échangeur à tubes 5 sont connectés par brasage. Ainsi, l'étanchéité est assurée par des moyens de connexion qui assurent une solidité mécanique nécessaire au milieu dans lequel l'échangeur est placé. On pourrait également prévoir un échangeur à plaques relié à un 10 échangeur à tubes par collage. On pourrait encore prévoir un échangeur à plaques et un échangeur à tubes reliés par soudage. Dans un mode de réalisation, l'échangeur à tubes comprend une pluralité de tubes. 15 Ainsi, cela permet d'utiliser des échangeurs connus et donc de limiter les coûts de réalisation de l'invention. Selon un aspect de l'invention, l'échangeur à plaques comprend au moins une paire de plaques formant des canaux de circulation du fluide de refroidissement. 20 Ainsi, cela permet d'utiliser des échangeurs connus et donc de limiter les coûts de réalisation de l'invention. Dans un mode de réalisation de l'invention, les plaques sont en aluminium embouti. On pourrait également prévoir, selon un autre mode de 25 réalisation, des plaques en aluminium déformées par hydroformage. On pourrait encore prévoir, selon un autre mode de réalisation, des plaques en aluminium formées par roll bounding. Selon un autre aspect de l'invention, l'échangeur à tubes est placé entre plusieurs paires de plaques. Dans une variante de l'invention, l'échangeur à plaques est placé entre plusieurs tubes. 3054306 3 Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les plaques présentant une épaisseur supérieure à l'épaisseur des tubes. L'invention concerne également un ensemble de refroidissement d'une unité de stockage d'énergie électrique, l'ensemble comprenant au 5 moins un dispositif selon l'un des modes de réalisation décrits. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'ensemble comprend en outre au moins un autre échangeur à plaques et/ou un autre échangeur à tubes. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, 10 caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description suivante, fournie à titre d'exemple illustratif et non limitatif et en référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble selon un mode de réalisation de l'invention ; 15 - la figure 2 est une de dessus de l'ensemble selon le mode de réalisation de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue détaillée en perspective d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 4 est une vue détaillée latérale d'un dispositif selon un 20 mode de réalisation de l'invention. On présente maintenant, en relation avec les figures 1 à 5, un premier mode de réalisation de l'invention. Une unité de réserve d'énergie électrique peut par exemple être une batterie électrique, notamment une batterie électrique pour véhicule 25 automobile. Une telle batterie électrique peut par exemple être composée d'une pluralité de cellules électriques. Afin d'obtenir une meilleur capacité de stockage électrique, on peut être amené à utiliser plusieurs batteries électriques disposées selon un aménagement avantageux de sorte à utiliser les espaces laissés disponibles dans un véhicule automobile. De 30 cette façon, il s'avère important de pouvoir moduler également l'ensemble 3054306 4 de refroidissement de cette unité de stockage d'énergie électrique afin d'optimiser son refroidissement et donc son rendement et sa durée de vie. Comme illustré sur ces figures, le dispositif 2 de refroidissement d'une unité de réserve d'énergie électrique comprend au moins un 5 échangeur à tubes 3 et un échangeur à plaques 4. Le dispositif de refroidissement 2 illustré en figure 5 comprend un échangeur à plaques 4 et un échangeur à tubes 3. Dans cet exemple, l'échangeur à tubes 3 comprend une pluralité de tubes 30 de circulation de fluide de refroidissement. 10 Quant à l'échangeur à plaques illustré, il comprend dans cet exemple une paire de plaques 40 formant des canaux de circulation du fluide de refroidissement. Ces canaux de refroidissement peuvent présenter un profil en forme de U. Ils peuvent également présenter un profil en S. 15 Bien évidemment, on pourrait mettre en oeuvre un échangeur à plaques qui comporte une pluralité de paire de plaques 40. Dans cet exemple, les plaques sont embouties. De la sorte, les surfaces des plaques comportent des perturbateurs ce qui permet d'améliorer la circulation du fluide de refroidissement. 20 L'échangeur à tubes 3 et l'échangeur à plaques 4 sont reliés fluidiquement de sorte à former un circuit de circulation d'un fluide de refroidissement. Comme plus particulièrement visible sur les figures 3 et 4, l'échangeur à plaques 4 et l'échangeur à tubes 3 présentent une interface 25 de connexion complémentaire. Comme illustré en figure 4, l'échangeur à plaques 4 présente une épaisseur supérieure à l'échangeur à tubes 3. En d'autres termes, l'échangeur à tubes présente une plus faible épaisseur au niveau de ses tubes que l'échangeur à plaques. 3054306 5 Dans cet exemple, les plaques 40 présentent une épaisseur comprise entre 2mm et 50mm tandis que les tubes présentent une épaisseur comprise entre 1,5mm et 49mm. De ce fait, les plaques 40 présentent une épaisseur supérieure à 5 l'épaisseur des tubes 30. Le dispositif de refroidissement illustré en figure 5 présente un échangeur à plaques 4 placé entre plusieurs tubes 30. Plus particulièrement, on voit que les plaques 40 de l'échangeur à plaques 4 sont reliées à l'échangeur à tubes par deux tubes 30. 10 Selon d'autres modes de réalisation, on pourrait envisager des plaques 40 placées entre plus de deux tubes 30 de l'échangeur à tubes 3. On pourrait également envisager des plaques reliées à un unique tube. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, 15 l'échangeur à plaques 4 et l'échangeur à tubes 3 sont connectés par brasage. En d'autres termes, un ou plusieurs tubes 30 sont reliés à une ou plusieurs paires de plaques 40 par brasage. De cette manière, l'étanchéité est assurée entre l'échangeur à tubes 3 et l'échangeur à plaques 4 au niveau de l'interface de connexion. 20 Comme illustré sur les figures 1 et 2, l'ensemble de refroidissement comprend une pluralité de dispositifs de refroidissement. De cette manière, l'ensemble de refroidissement permet de refroidir une pluralité de cellules de stockage d'énergie et s'adapte à une forme souhaitée. 25 De ce fait, l'ensemble est modulable car les dimensions dépendent du nombre de dispositifs de refroidissement mis en oeuvre, et d'échangeurs supplémentaires ajoutés. L'ensemble peut également comprendre au moins un autre échangeur à plaques et/ou échangeur à tubes. 30 Les différents dispositifs sont également reliés fluidiquement de sorte à former un circuit de circulation d'un fluide de refroidissement. 3054306 6 Le circuit peut être complété par au moins un collecteur d'entrée et/ou de sortie, ménagés dans le circuit de circulation de fluide. Il peut également y avoir, selon un mode de réalisation, une entrée de fluide et une sortie de fluide. 5 L'ensemble illustré en figure 1 comprend quatre dispositifs de refroidissement 2 ainsi que deux échangeurs de chaleur à tube 3 supplémentaires. Pour deux des dispositifs de refroidissement illustrés en figure 1, l'échangeur à tube est placé entre plusieurs paires de plaques 41. 10 Dans cet exemple, les plaques 41 présentent un profil sensiblement triangulaire. Toutefois, on pourrait imaginer d'autres modes de réalisation dans lesquels les plaques 41 présenteraient un profil différent, tel qu'un profil rectangulaire, losange. Pour deux des dispositifs de refroidissement illustrés en figure 1, 15 l'échangeur à plaques est placé entre plusieurs tubes. Les deux échangeurs de chaleur à tube additionnels sont, dans cet exemple, placés en série avec les dispositifs de refroidissement. On remarque sur la figure 1 que l'ensemble de refroidissement n'est pas nécessairement plan. En effet, dans ce mode de réalisation, trois 20 des dispositifs sont placés sur un plan différent. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation illustrés sur les différentes figures. On pourrait bien évidemment imaginer des modes de réalisation présentant d'autres configurations combinant un autre nombre de dispositifs de refroidissement. 25 On pourrait également imaginer d'autres modes de réalisation dans lesquels il existe plusieurs circuits indépendants. REVENDICATIONS1. Dispositif (2) de refroidissement d'une unité de réserve d'énergie électrique, le dispositif comprenant au moins un échangeur à tubes (3) et un échangeur à plaques (4), l'échangeur à tubes (3) et l'échangeur à plaques (4) étant reliés fluidiquement de sorte à former un circuit de circulation d'un fluide de refroidissement. 2. Dispositif (2) selon la revendication 1, l'échangeur à plaques (4) et l'échangeur à tubes (3) présentant une interface de connexion complémentaire. 3. Dispositif selon la revendication précédente, l'échangeur à plaques (4) et l'échangeur à tubes (3) étant connectés par brasage. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, l'échangeur à tubes (3) comprenant une pluralité de tubes (30). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, l'échangeur à plaques comprenant au moins une paire de plaques (40, 41) formant des canaux de circulation du fluide de refroidissement. 6. Dispositif selon la revendication précédente, les plaques (40, 41) étant en aluminium embouti. 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, l'échangeur à tubes (3) étant placé entre plusieurs paires de plaques (40, 41). 8. Dispositif selon la revendication 4, l'échangeur à plaques (4) étant placé entre plusieurs tubes (30). 9. Dispositif selon les revendications 4 et 5, les plaques (40, 41) présentant une épaisseur supérieure à l'épaisseur des tubes (30). 3054306 8 10. Ensemble de refroidissement (1) d'une unité de stockage d'énergie électrique, l'ensemble (1) comprenant au moins un dispositif (2) selon l'une des revendications précédentes. 11. Ensemble selon la revendication précédente, l'ensemble comprenant en outre au moins un autre échangeur à plaques (4) et/ou un autre échangeur à tubes (3).