Brevet FR3106699A1 — publié le 20210730

Compartiment pour un équipement susceptible de dégager de la chaleur L’invention concerne un compartiment (2) pour un équipement (9) susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un dispositif de stockage d'énergie électrique pour véhicule automobile, ce compartiment comportant au moins un canal de circulation (3) d’un fluide de refroidissement, le canal étant formé entre une paroi d’interface thermique et une paroi de fond du compartiment, cette paroi d’interface (20) et cette paroi de fond (21) étant assemblées mécaniquement entre elles par un élément de liaison mécanique (22) qui est au moins partiellement en matière plastique et étant en contact avec les deux parois. Figure pour l’abrégé : Figure 2 Compartiment pour un équipement susceptible de dégager de la chaleur La présente invention concerne un compartiment pour un équipement susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un dispositif de stockage d'énergie électrique pour véhicule automobile. Les demandes de brevet US2017176108 et WO 2013056938 décrivent des échangeurs de chaleur pour refroidir des cellules de batterie. Par ailleurs la demande de brevet US 2011/0206967 A décrit un exemple de telle batterie. Dans cette demande, les cellules sont stockées dans des containers ayant des logements de réception des cellules. Une paroi des containers, destinées à être en contact avec une paroi d’un container voisin présente des renfoncements formant une partie de conduit de circulation d’un fluide caloporteur. D’une manière générale, de nos jours, les plaques de refroidissement sont assemblées avec le boitier à batterie par des vis par exemple. La présente invention vise notamment à simplifier la fabrication d’un compartiment pour recevoir des cellules de batterie, notamment concernant l’assemblage des éléments de refroidissement avec le reste du compartiment. La présente invention a ainsi pour objet un compartiment pour un équipement susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un dispositif de stockage d'énergie électrique pour véhicule automobile, ce compartiment comportant au moins un canal de circulation d’un fluide de refroidissement, le canal étant formé entre une paroi d’interface thermique et une paroi de fond du compartiment, cette paroi d’interface et cette paroi de fond étant assemblées mécaniquement entre elles par un élément de liaison mécanique qui est au moins partiellement en matière plastique et étant en contact avec les deux parois. Grâce à l’invention, il est possible de réduire l’encombrement en hauteur du compartiment, notamment du fait d’un nombre optimisé de pièces nécessaires et de l’assemblage direct des parois d’interface et de fond ensemble. La hauteur est la direction perpendiculaire aux plans principaux des parois de fond et d’interface. De même le poids global peut être réduit. Notamment dans le cas où la paroi d’interface est en aluminium et la paroi de fond en matériau composite à base de polymère avec une charge, par exemple une charge de fibres de verre, l’invention permet de réduire les sollicitations mécaniques au niveau des contacts entre la paroi d’interface et la paroi de fond, du fait des éléments de liaison mécaniques. L’invention permet ainsi d’augmenter la robustesse de l’ensemble. Selon l’un des aspects de l’invention, l’élément de liaison mécanique est issu d’un surmoulage sur les deux parois d’interface et de fond. Selon l’un des aspects de l’invention, les deux parois comportent chacune au moins un orifice, ces orifices respectifs étant en regard l’un de l’autre, et l’élément de liaison mécanique s’étend à travers ces orifices alignés. Selon l’un des aspects de l’invention, l’élément de liaison comporte des élargissements en appui sur les deux parois, et entre ces élargissements, une tige passant dans les deux orifices des parois. Selon l’un des aspects de l’invention, ces élargissements maintiennent serrées les parois l’une contre l’autre. Selon l’un des aspects de l’invention, le compartiment comporte une pluralité d’éléments de liaison mécanique, passant chacun à travers une paire d’orifices des parois. Selon l’un des aspects de l’invention, ces éléments de liaison sont régulièrement disposés sur les parois d’interface et de fond. Selon l’un des aspects de l’invention, chaque élément de liaison mécanique comporte une colonnette qui fait saillie d’un côté externe de la paroi de fond. Selon l’un des aspects de l’invention, les parois d’interface et de fond comporte un rebord et il est prévu une bande surmoulée qui longe ce rebord pour maintenir serrées les parois le long de ce rebord. Selon l’un des aspects de l’invention, cette bande présente une forme, en section transversale, en forme de U pour venir enserrer les deux parois le long de leur rebord. Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi d’interface est en métal, notamment en aluminium. Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi d’interface comporte une colonne creuse qui s’étend à travers un orifice de la paroi de fond, et cette colonne creuse sert à recevoir un organe de fixation du type vis ou tirant, pour fixer le compartiment à une pièce du véhicule. L’invention concerne encore un dispositif de stockage d’énergie électrique comportant une pluralité de cellules de batterie notamment disposées suivant une rangée, et un compartiment selon l’une des revendications précédentes, les cellules étant placées dans ce compartiment en interaction thermique avec la paroi d’interface thermique. L’invention permet d’avoir une hauteur totale du compartiment qui est relativement faible, ce qui est avantageux compte tenu des contraintes d’encombrement. Le compartiment peut également être fabriqué de manière simplifiée. L’invention concerne encore un dispositif de stockage d’énergie électrique comportant une pluralité de cellules de batterie, notamment disposées suivant une rangée, et un compartiment selon l’une des revendications précédentes, les cellules étant placées dans ce compartiment en interaction thermique avec la plaque de refroidissement. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels : est une vue schématique d’un dispositif de stockage d’énergie électrique selon un exemple de réalisation de l’invention, représente une coupe du compartiment de la [Fig.1], est une vue schématique de la disposition des éléments de liaison mécanique du compartiment de la figure [Fig.2], est une vue schématique de la disposition des canaux du compartiment de la figure [Fig.2]. On a représenté sur la figure 1 un module 1 de stockage d’énergie électrique comportant une pluralité de cellules de batterie 9 et un compartiment 2. Comme visible sur les figures 2 et 4, ce compartiment 2 comporte des canaux 3 de circulation d’un fluide de refroidissement qui présentent des tronçons parallèles 4 avec des demi-tours 6. D’autres formes de canaux sont bien entendu envisageables. Ce compartiment 2 définit, avec un couvercle supérieur 9, un boitier 5 qui contient les cellules de batterie 9. Ce compartiment 2 comporte un cadre 93qui définit un pourtour 95 du compartiment 2. Ce cadre 93 comporte des barreaux externes 94 formant le pourtour 95. Les barreaux 94 sont notamment en structure alvéolée. Ces barreaux ont par exemple en acier ou aluminium. Le couvercle 9 est agencé pour s’appliquer contre le cadre 93 pour fermer le compartiment, avec interposition d’un ou plusieurs joints d’étanchéité non représentés. Les canaux 3 sont formés entre une paroi d’interface thermique 20 et une paroi de fond 21 du compartiment 2. Cette paroi d’interface 20 et cette paroi de fond 21 sont assemblées mécaniquement entre elles par des éléments de liaison mécanique 22 qui sont en matière plastique et en contact avec les deux parois 20 et 21. Notamment dans le cas où la paroi d’interface 20 est en aluminium et la paroi de fond 21 en matériau composite à base de polymère avec une charge, par exemple une charge de fibres de verre, l’invention permet de réduire les sollicitations mécaniques au niveau des contacts entre la paroi d’interface et la paroi de fond, du fait des éléments de liaison mécaniques. Les éléments de liaison mécanique 22 sont issus d’un surmoulage sur les deux parois d’interface 20 et de fond 21. Les deux parois 20 et 21 comportent chacune des orifices respectifs 24 et 25, ces orifices respectifs étant en regard, par paire, l’un de l’autre, et chaque élément de liaison mécanique 22 s’étend à travers ces orifices alignés 24 et 25, comme mieux visible sur la figure 2. Chaque élément de liaison 22 comporte des élargissements 26 et 27 en appui respectivement sur les deux parois 20 et 21, et entre ces élargissements 26 et 27, une tige 28 passant dans les deux orifices24 et 25 des parois. Ces élargissements 26 et 27, par exemple de forme en disques, maintiennent serrées les parois 20 et 21 l’une contre l’autre. Ces disques 26 et les orifices 24 et 25 sont régulièrement espacées pour former des lignes et des rangées parallèles, comme visible sur la figure 3. Autrement dit, les éléments de liaison 22 sont régulièrement disposés sur les parois d’interface et de fond. Chaque élément de liaison mécanique 22 comporte une colonnette 29 qui fait saillie d’un côté externe de la paroi de fond 21. Les parois d’interface 20 et de fond 21 comporte un rebord 30 et il est prévu une bande surmoulée 31 qui longe ce rebord 30 pour maintenir serrées les parois 20 et 21 le long de ce rebord 30. Cette bande 31 présente une forme, en section transversale, en forme de U pour venir enserrer les deux parois 20 et 21 le long de leur rebord 30. La paroi d’interface 20 est en métal, notamment en aluminium. La paroi d’interface 20 comporte des colonnes creuses 33 qui s’étendent à travers un orifice 34 de la paroi de fond 21, et chaque colonne creuse 33 sert à recevoir un organe de fixation du type vis ou tirant, pour fixer le compartiment 2 à une pièce du véhicule. Le fluide de refroidissement mis en œuvre dans ce cas peut notamment être un réfrigérant liquide à base de dioxyde de carbone, comme du R744 par exemple, du 2, 3, 3, 3-tétrafluoropropène (ou HFO-1234yf) ou du 1, 1, 1, 2-tétrafluoroéthane (ou R-134a). Le liquide de refroidissement peut également être un nanofluide. Le liquide de refroidissement peut encore être de l’eau, incluant éventuellement des additifs. Les cellules de batterie 9 comprennent par exemple une pluralité de batteries au lithium-ion (Li-ion) pour une utilisation dans un véhicule hybride. Dans un autre mode de réalisation, la pluralité de cellules de batterie sont des batteries Li-ion pour une utilisation dans un véhicule électrique à batterie. Les canaux 3 et la plaque d’interface 20 forment un échangeur de chaleur compris dans un circuit de refroidissement, non représenté, du type comprenant un compresseur et d’autres échangeurs thermiques. Compartiment (2) pour un équipement (9) susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment pour un dispositif de stockage d'énergie électrique pour véhicule automobile, ce compartiment comportant au moins un canal de circulation (3) d’un fluide de refroidissement, le canal étant formé entre une paroi d’interface thermique et une paroi de fond du compartiment, cette paroi d’interface (20) et cette paroi de fond (21) étant assemblées mécaniquement entre elles par un élément de liaison mécanique (22) qui est au moins partiellement en matière plastique et étant en contact avec les deux parois. Compartiment selon la revendication précédente, dans lequel cet élément de liaison mécanique (22) est issu d’un surmoulage sur les deux parois d’interface et de fond. Compartiment selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les deux parois comportent chacune au moins un orifice, ces orifices respectifs (24, 25) étant en regard l’un de l’autre, et l’élément de liaison mécanique s’étend à travers ces orifices alignés. Compartiment selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’élément de liaison comporte des élargissements (26, 27) en appui sur les deux parois, et entre ces élargissements, une tige passant dans les deux orifices des parois. Compartiment selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le compartiment comporte une pluralité d’éléments de liaison mécanique (22), passant chacun à travers une paire d’orifices des parois. Compartiment selon la revendication précédente, dans lequel ces éléments de liaison (22) sont régulièrement disposés sur les parois d’interface et de fond. Compartiment selon l’une des revendications 5 ou 6, dans lequel chaque élément de liaison mécanique comporte une colonnette (29) qui fait saillie d’un côté externe de la paroi de fond. Compartiment selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les parois d’interface et de fond comporte un rebord (30), et comprenant une bande surmoulée (31) qui longe ce rebord pour maintenir serrées les parois le long de ce rebord. Dispositif de stockage d’énergie électrique comportant une pluralité de cellules de batterie (9) notamment disposées suivant une rangée, et un compartiment selon l’une des revendications précédentes, les cellules étant placées dans ce compartiment en interaction thermique avec la paroi d’interface thermique.