Brevet FR3136894A1 — publié le 20231222

Compartiment pour recevoir un module, notamment de batterie L’invention concerne un compartiment pour recevoir un composant, notamment un module (101) ou une plaque de refroidissement, pourvu d’une boucle interne de refroidissement à fluide caloporteur, ce compartiment comprenant une paroi, notamment une paroi de fond (10), pourvue d’un circuit (11) de fluide caloporteur agencé pour distribuer du fluide caloporteur vers la boucle interne de refroidissement du composant et/ou collecter du fluide caloporteur de la boucle interne de refroidissement du composant, le compartiment comprenant un organe de connexion fluidique pourvu d’un orifice d’entrée ou de sortie de fluide connectable avec un élément de connexion fluidique (102) de la boucle interne du composant, l’organe de connexion fluidique (15) comportant une zone souple bordant l’orifice d’entrée ou de sortie de fluide, cette zone souple étant déformable de sorte que l’orifice d’entrée ou de sortie de fluide présente un placement ajustable par rapport à la paroi, notamment la paroi de fond (10), du compartiment. Figure pour l’abrégé : Figure 4 Compartiment pour recevoir un module, notamment de batterie La présente invention concerne notamment un compartiment pour recevoir un module, notamment de batterie, pourvu d’une boucle interne de refroidissement à fluide caloporteur, notamment pour véhicule. Ce véhicule peut être de type terrestre, maritime, ou aérien. Le véhicule peut être un véhicule automobile électrique ou hybride. Certains bacs batterie pour véhicules électriques sont équipés de modules de batterie avec un système de refroidissement intégré. Afin de les alimenter en liquide réfrigérant, ces modules ont un type de connectiques hydrauliques leur permettant un assemblage rapide et étanche dans le bac. Un problème est de faire coïncider ces connectiques avec leurs interfaces dans le bac. Les tolérances de fabrication des différents éléments ne sont pas toujours compatibles avec la précision nécessaire à l'étanchéité de chaque connexion. L’invention vise notamment à surmonter ces difficultés. La présente invention a ainsi pour objet un compartiment pour recevoir un composant, notamment un module ou une plaque de refroidissement, pourvu d’une boucle interne de refroidissement à fluide caloporteur, ce compartiment comprenant une paroi, notamment une paroi de fond, pourvue d’un circuit de fluide caloporteur agencé pour distribuer du fluide caloporteur vers la boucle interne de refroidissement du composant et/ou collecter du fluide caloporteur de la boucle interne de refroidissement du composant, le compartiment comprenant un organe de connexion fluidique pourvu d’un orifice d’entrée ou de sortie de fluide connectable avec un élément de connexion fluidique de la boucle interne du composant, l’organe de connexion fluidique comportant une zone souple bordant l’orifice d’entrée ou de sortie de fluide, cette zone souple étant déformable de sorte que l’orifice d’entrée ou de sortie de fluide présente un placement ajustable par rapport à la paroi, notamment la paroi de fond, du compartiment. Le composant peut être un module contenant des cellules de batterie et une boucle interne de refroidissement à fluide caloporteur, ou dans une variante, être une plaque de refroidissement, par exemple sur laquelle sont posés des groupes de cellules de batterie à refroidir. Dans le second cas, la plaque de refroidissement comprend un réseau de canaux de fluide qui définit la boucle interne de refroidissement à fluide caloporteur. Selon l’invention, le placement ajustable de l’orifice d’entrée ou de sortie de fluide correspond à une possibilité, pour cet orifice, de bouger d’un certain jeu, par exemple de quelques millimètres, par rapport à une position de repos, à savoir une position dans laquelle cet orifice d’entrée ou de sortie de fluide est libre, sans élément de connexion complémentaire introduit dans cet orifice d’entrée ou de sortie de fluide. L’invention permet ainsi d’assurer l'étanchéité de chaque connexion fluidique entre le compartiment et le ou les modules de batterie, tout en absorbant des dispersions dimensionnelles. Les organes de connexion fluidique sont suffisamment souples pour accepter un désaxage de plusieurs millimètres entre une tubulure du composant et l’organe de connexion fluidique du compartiment. L’invention nécessite une moins grande précision pour la fabrication des modules ou du compartiment, et pour leur assemblage, ce qui permet de réduire les coûts de fabrication. Selon l’un des aspects de l’invention, l’organe de connexion fluidique est réalisé en élastomère ou élastomère thermoplastique, notamment un matériau contenant du silicone. Selon l’un des aspects de l’invention, l’orifice de l’organe de connexion fluidique est de pourtour sensiblement circulaire. Selon l’un des aspects de l’invention, l’orifice est formé par un manchon de connexion, notamment de forme cylindrique. Selon l’un des aspects de l’invention, le manchon de connexion présente une hauteur comprise entre 0,5 mm et 10 mm, notamment comprise entre 5 mm et 8 mm. Selon l’un des aspects de l’invention, ce manchon de connexion est agencé pour assurer une étanchéité vis-à-vis du fluide, entre un élément de connexion complémentaire, notamment une tubulure, du composant et ce manchon de connexion. Selon l’un des aspects de l’invention, l’organe de connexion fluidique comporte une collerette, notamment de pourtour circulaire, sur laquelle se raccorde le manchon de connexion. Selon l’un des aspects de l’invention, le manchon de connexion se raccorde sur un bord interne de la collerette. Selon l’un des aspects de l’invention, la collerette est bombée vers une direction opposée au manchon de connexion, lorsque l’organe de connexion fluidique est libre, à savoir avant d’être contraint par le composant posé sur cet organe de connexion fluidique. Selon l’un des aspects de l’invention, l’organe de connexion fluidique comprend une jupe externe entourant le manchon de connexion, cette jupe externe étant agencée pour être placée de manière étanche dans une ouverture de la paroi, notamment la paroi de fond. Selon l’un des aspects de l’invention, l’ouverture est formée à travers une coupelle ajourée, cette coupelle étant notamment issue d’un surmoulage de matière plastique sur une feuille, notamment une feuille en matériau composite à base de polymère. Selon l’un des aspects de l’invention, l’organe de connexion fluidique est placé à travers cette ouverture de la paroi, notamment la paroi de fond. Selon l’un des aspects de l’invention, le manchon de connexion et la jupe externe sont sensiblement coaxiaux. Selon l’un des aspects de l’invention, le manchon de connexion et la jupe externe se raccordent sur une même face de la collerette. Selon l’un des aspects de l’invention, la jupe externe présente une hauteur plus faible que celle du manchon de connexion. Selon l’un des aspects de l’invention, la collerette se termine, sur son pourtour, par un rebord agencé pour s’engager dans une gorge de forme complémentaire sur la paroi, notamment la paroi de fond. Selon l’un des aspects de l’invention, ce rebord est de forme circulaire. Selon l’un des aspects de l’invention, ce rebord, le manchon de connexion et la jupe externe sont sensiblement coaxiaux. Selon l’un des aspects de l’invention, la coupelle ajourée comprend la gorge annulaire pour recevoir le rebord annulaire de l’organe de connexion fluidique. Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi, notamment la paroi de fond, qui comprend l’organe de connexion fluidique comporte un circuit pour le fluide caloporteur formé par les canaux de cette paroi, notamment la paroi de fond. Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi, notamment la paroi de fond comprend un ou plusieurs canaux pour le fluide caloporteur. Selon l’un des aspects de l’invention, chaque canal est formé, au moins partiellement, par un cordon creux, notamment en matériau plastique, réalisé sur une feuille, notamment en matériau composite, qui appartient à la paroi, notamment la paroi de fond. Selon l’un des aspects de l’invention, ces cordons sont par exemple réalisés par surmoulage sur la feuille. Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi, notamment la paroi de fond, comprend une feuille sur laquelle sont formées des coupelles ajourées pour définir les ouvertures recevant les organes de connexion fluidique, et des cordons creux sur une face de cette feuille pour définir les canaux qui débouchent sur les coupelles ajourées et les organes de connexion fluidique. Il est ainsi formé le circuit de fluide dans la paroi, notamment la paroi de fond. Le fluide caloporteur circule ainsi dans les canaux, sur la face de la feuille, puis à travers la connexion formée par l’organe de connexion fluidique et la tubulure du composant, puis dans la boucle interne de refroidissement de chaque composant, avant d’en ressortir par une autre tubulure à travers un autre organe de connexion fluidique. Le fluide caloporteur est ensuite collecté par l’un des canaux de la paroi, notamment la paroi de de fond, puis envoyé vers un refroidisseur de fluide caloporteur, encore appelé « Chiller » en anglais. Selon l’un des aspects de l’invention, la feuille est en matériau composite et comprend une matrice de polymère et une charge de renfort, par exemple une charge avec des fibres de verre ou de carbone. Selon l’un des aspects de l’invention, le compartiment comprend une pluralité d’organes de connexion fluidique associés chacun à un composant, notamment module à refroidir. Selon l’un des aspects de l’invention, chaque module, notamment de pourtour rectangulaire, est connecté à au moins deux organes de connexion fluidique, par exemple quatre organes de connexion fluidique. L’invention concerne encore un ensemble comportant un compartiment tel que précité, et au moins un composant, notamment un module à refroidir, ce composant étant disposé dans ce compartiment et comprenant un élément de connexion fluidique complémentaire, notamment sous forme d’une tubulure, qui réalise la connexion fluidique avec l’organe de connexion fluidique du compartiment. Selon l’un des aspects de l’invention, l’élément de connexion fluidique complémentaire, notamment sous forme d’une tubulure de connexion, est agencé pour être inséré dans l’organe de connexion fluidique du compartiment, notamment à travers le manchon de connexion. Ainsi, ce manchon forme un joint d’étanchéité autour de la tubulure de connexion du composant. Selon l’un des aspects de l’invention, la tubulure de connexion du composant et l’organe de connexion fluidique du compartiment sont agencés pour coopérer par simple insertion. Ce type de connexion permet une connexion hydraulique simple et rapide entre le composant et le compartiment qui le reçoit. Notamment il n’est pas nécessaire d’avoir des formes d’encliquetage ou de vissage imposant des opérations plus complexes d’assemblage. L’invention concerne également un procédé d’assemblage d’au moins un composant dans un compartiment tel que précité, ce procédé comportant l’étape suivante : poser le composant dans le compartiment de sorte qu’une tubulure de connexion du composant s’insère dans l’organe de connexion fluidique du compartiment de sorte que du fluide caloporteur, notamment du fluide réfrigérant puisse circuler entre le compartiment et le composant. L’invention permet d’assurer l'étanchéité de chaque connexion fluidique entre le compartiment et le composant, ou modules de batterie, tout en absorbant des dispersions dimensionnelles. Les organes de connexion fluidique, notamment leurs manchons, sont suffisamment souples pour accepter un désaxage de plusieurs millimètres entre la tubulure de connexion, notamment rigide, du module et l’organe de connexion fluidique du compartiment. L’invention concerne également un organe de connexion fluidique comportant une zone souple bordant un orifice d’entrée ou de sortie de fluide, cette zone souple étant déformable de sorte que l’orifice d’entrée ou de sortie de fluide présente un placement ajustable par rapport à une paroi, notamment la paroi de fond, d’un compartiment, l’orifice étant formé par un manchon de connexion, notamment de forme cylindrique. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après, et d’un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels : est une vue schématique d’un ensemble selon un exemple de réalisation de l’invention, en perspective, représente l’ensemble de la , sans le couvercle, est vue de la paroi de fond du compartiment de l’ensemble illustré aux figures 1 et 2, est une vue schématique et partielle, en coupe, de l’ensemble de la , est une vue schématique et partielle, en perspective, de l’organe de connexion fluidique de l’ensemble de la , est une autre vue schématique et partielle, en perspective, de l’organe de connexion fluidique de l’ensemble de la , est une vue schématique et partielle, en coupe, de l’organe de connexion fluidique de l’ensemble de la , est une vue schématique et partielle, en perspective, de la paroi de fond de l’ensemble de la . On a représenté sur les figures 1 et 2 un ensemble 100 de stockage d’énergie électrique comportant une pluralité de modules de batterie 101, et un compartiment 1. Comme visible sur a , les modules 101 sont rangés selon deux ranges parallèles de six modules chacune. Ces modules 101 comportent des cellules de batterie pour le stockage d’énergie électrochimique. Les modules 101 sont connectés entre eux par des barreaux conducteurs 6. Chaque module 101 comprend un boîtier qui contient les cellules de batterie. Ce compartiment 1 comporte quatre poutres 3 formant une paroi latérale 4. Le compartiment 1 comprend en outre un couvercle 5 agencé pour être assemblé avec les poutres 3 pour fermer le compartiment 1. Le couvercle 5 est réalisé en matériau composite contenant une matière plastique et des éléments de renfort, par exemple en fibres de verre ou de carbone. Le couvercle 5 est agencé pour s’appuyer sur les poutres 3 formant la paroi latérale 4 du compartiment 1. Chaque module 101 est pourvu d’une boucle interne de refroidissement à fluide caloporteur qui comprend une tubulure d’entrée de fluide et une tubulure de sortie de fluide. On donnera la référence 102 à ces tubulures ici rigides, comme illustré à la . Le compartiment 1 comprend une autre paroi et notamment une paroi de fond 10 pourvue d’un circuit 11 de fluide caloporteur agencé pour distribuer du fluide caloporteur vers la boucle interne de refroidissement du module 101 et/ou collecter du fluide caloporteur de la boucle interne de refroidissement du module 101, comme visible sur la . Un capot inférieur 12 est rapporté sur la paroi, notamment la paroi de fond 10 pour la protéger, comme illustré sur la . Le compartiment 1 comprend en outre une pluralité d’organes de connexion fluidique 15 pourvus chacun d’un orifice 16 d’entrée ou de sortie de fluide connectable avec un élément de connexion fluidique 102 de la boucle interne du module 101, ici une tubulure 102, comme mieux visible sur les figures 6 à 9. Chaque organe de connexion fluidique 15 comporte une zone souple 17 bordant l’orifice 16 d’entrée ou de sortie de fluide, cette zone souple 17 étant déformable de sorte que l’orifice 16 d’entrée ou de sortie de fluide présente un placement ajustable par rapport à la paroi, notamment la paroi de fond 10 du compartiment 1, au moment de l’insertion de la tubulure 102 dans cet orifice 16. Le placement ajustable de l’orifice 16 d’entrée ou de sortie de fluide correspond à une possibilité, pour cet orifice, de bouger d’un certain jeu, par exemple de quelques millimètres, par rapport à une position de repos, à savoir une position dans laquelle cet orifice 16 est libre, sans tubulure 102 introduit dans cet orifice 16. L’invention permet ainsi d’assurer l'étanchéité de chaque connexion fluidique entre le compartiment et le ou les modules de batterie, tout en absorbant des dispersions dimensionnelles. Les organes de connexion fluidique 15 sont suffisamment souples pour accepter un désaxage de plusieurs millimètres entre une tubulure 102 du module et l’organe de connexion fluidique 15 du compartiment. Chaque organe de connexion fluidique 15 est réalisé en silicone. Chaque orifice 16 de l’organe de connexion fluidique 15 est de pourtour sensiblement circulaire. Chaque orifice 16 est formé par un manchon de connexion 18 de forme cylindrique. Ce manchon de connexion 18 présente une hauteur comprise entre 0,5 mm et 10 mm, notamment comprise entre 5 mm et 8 mm. Ce manchon de connexion 18 est agencé pour assurer une étanchéité vis-à-vis du fluide, entre la tubulure 102 du module et ce manchon de connexion 18 qui entoure la tubulure 102. L’organe de connexion fluidique 15 comporte une collerette 19 de pourtour circulaire sur laquelle se raccorde le manchon de connexion 18. Le manchon de connexion 18 se raccorde sur un bord interne de la collerette 19. Comme illustré sur la , la collerette 19 est bombée vers une direction opposée au manchon de connexion 18, lorsque l’organe de connexion fluidique 15 est libre, à savoir avant d’être contraint par le module 101 posé sur cet organe de connexion fluidique 15. L’organe de connexion fluidique 15 comprend une jupe externe 20 entourant le manchon de connexion 18, cette jupe externe 20 étant agencée pour être placée de manière étanche dans une ouverture 21 de la paroi de fond 10. L’ouverture 21 est formée à travers une coupelle ajourée 22, issue d’un surmoulage de matière plastique sur une feuille 25 en matériau composite à base de polymère, comme illustré sur la . L’organe de connexion fluidique 15 est placé à travers cette ouverture 21 de la paroi de fond 10. Le manchon de connexion 18 et la jupe externe 20 sont sensiblement coaxiaux, et se raccordent sur une même face de la collerette 19. La jupe externe 20 présente une hauteur plus faible que celle du manchon de connexion 18. La collerette 19 se termine, sur son pourtour, par un rebord 26 agencé pour s’engager dans une gorge 27 de forme complémentaire sur la coupelle 22. Ce rebord 26 est de forme circulaire. Ce rebord 26, le manchon de connexion 18 et la jupe externe 20 sont sensiblement coaxiaux. La zone souple 17 qui permet un ajustement de position de l’orifice 16 est sur la collerette 19. La paroi de fond 10, qui comprend les organes de connexion fluidique 15, comporte le circuit 11 pour le fluide caloporteur formé par des canaux 28 de cette paroi de fond 10. Chaque canal 28 est formé par un cordon creux 29 en matériau plastique, réalisé sur la feuille 25, comme on peut mieux le voir sur la . Ces cordons 29 sont réalisés par surmoulage sur la feuille 25. La paroi de fond 10 comprend ainsi la feuille 25 sur laquelle sont formées des coupelles ajourées 22 pour définir les ouvertures 21 recevant les organes de connexion fluidique 15, et des cordons creux 29 sur une face de cette feuille 25 pour définir les canaux 28 qui débouchent sur les coupelles ajourées 22 et les organes de connexion fluidique 15. Il est ainsi formé le circuit 11 de fluide dans la paroi de fond 10. Le fluide caloporteur circule ainsi dans les canaux 28, sur la face de la feuille 25, puis à travers la connexion formée par l’organe de connexion fluidique 15 et la tubulure 102 du module, puis dans la boucle interne de refroidissement de chaque module 101, avant d’en ressortir par une autre tubulure 102 à travers un autre organe de connexion fluidique 15. Le fluide caloporteur est ensuite collecté par l’un des canaux 28 de la paroi de fond 10, puis envoyé vers un refroidisseur de fluide caloporteur, encore appelé « Chiller » en anglais. La feuille 25 en matériau composite comprend une matrice de polymère et une charge de renfort, par exemple une charge avec des fibres de verre ou de carbone. Le compartiment 1 comprend une pluralité d’organes de connexion fluidique 15 associés chacun à un module à refroidir 101. Chaque module 101, de pourtour rectangulaire, est connecté à quatre organes de connexion fluidique 15. Est ainsi formé l’ensemble 100 comportant le compartiment 1 tel que décrit plus haut, et des modules 101 à refroidir, disposés sur la paroi de fond 10. Chaque tubulure 102 est agencé pour être inséré dans l’organe de connexion fluidique 15 associé du compartiment 1, à travers le manchon de connexion 18. Ainsi, ce manchon 19 jour le rôle d’un joint d’étanchéité autour de la tubulure du module. La tubulure 102 du module et l’organe de connexion fluidique 15 du compartiment 1 sont agencés pour coopérer par simple insertion. Pour la fabrication de l’ensemble 100, il est mis en œuvre l’étape suivante : poser le module 101 dans le compartiment 1 de sorte qu’une tubulure connexion 102 du module s’insère dans l’organe de connexion fluidique 15 du compartiment de sorte que du fluide caloporteur, notamment du fluide réfrigérant puisse circuler entre le compartiment 1 et le module 101. Le fluide caloporteur 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 fluide caloporteur peut être un liquide de refroidissement, par exemple de l’eau, incluant éventuellement des additifs. Les modules de batterie 101 comprennent par exemple une pluralité de cellules au lithium-ion (Li-ion) pour une utilisation dans un véhicule hybride. Le circuit 11 comprend deux embouts de connexion de fluide 39 visibles sur la . Compartiment (1) pour recevoir un composant, notamment un module (101) ou une plaque de refroidissement, pourvu d’une boucle interne de refroidissement à fluide caloporteur, ce compartiment (1) comprenant une paroi, notamment une paroi de fond (10), pourvue d’un circuit (11) de fluide caloporteur agencé pour distribuer du fluide caloporteur vers la boucle interne de refroidissement du composant et/ou collecter du fluide caloporteur de la boucle interne de refroidissement du composant, le compartiment (1) comprenant un organe de connexion fluidique (15) pourvu d’un orifice (16) d’entrée ou de sortie de fluide connectable avec un élément de connexion fluidique (102) de la boucle interne du composant, l’organe de connexion (15) comportant une zone souple (17) bordant l’orifice d’entrée ou de sortie de fluide, cette zone souple (17) étant déformable de sorte que l’orifice (16) d’entrée ou de sortie de fluide présente un placement ajustable par rapport à la paroi, notamment la paroi de fond (10), du compartiment. Compartiment (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’organe de connexion fluidique (15) est réalisé en élastomère ou élastomère thermoplastique, notamment un matériau contenant du silicone. Compartiment (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’orifice (16) d’entrée ou de sortie de fluide est formé par un manchon de connexion (18), notamment de forme cylindrique. Compartiment (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’organe de connexion fluidique (15) comporte une collerette (19), notamment de pourtour circulaire, sur laquelle se raccorde le manchon de connexion (18). Compartiment (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’organe de connexion fluidique (15) comprend une jupe externe (20) entourant le manchon de connexion (18), cette jupe externe étant agencée pour s’appuyer contre un passage dans la paroi, notamment la paroi de fond (10). Compartiment (1) selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la collerette (19) se termine, sur son pourtour, par un rebord (26) agencé pour s’engager dans une gorge (27) de forme complémentaire sur la paroi, notamment la paroi de fond (10). Compartiment (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la paroi, notamment la paroi de fond (10), comprend un ou plusieurs canaux (28) pour le fluide caloporteur. Compartiment (1) selon la revendication précédente, dans lequel chaque canal (28) pour le fluide caloporteur est formé, au moins partiellement, par un cordon creux (29), notamment en matériau plastique, réalisé sur une feuille, notamment à base de matériau composite, qui appartient à la paroi, notamment la paroi de fond (10). Ensemble (100) comportant un compartiment (1) selon l’une des revendications précédentes, et au moins un composant, notamment un module (101) à refroidir, ce composant étant disposé dans ce compartiment et comprenant un élément de connexion fluidique complémentaire, notamment sous forme d’une tubulure, qui réalise la connexion fluidique avec l’organe de connexion fluidique (15) du compartiment. Procédé d’assemblage d’au moins un composant dans un compartiment selon l’une des revendications précédentes, ce procédé comportant l’étape suivante : poser le composant (101) dans le compartiment (1) de sorte qu’une tubulure de connexion du composant s’insère dans l’organe de connexion fluidique du compartiment de sorte que du fluide caloporteur, notamment du fluide réfrigérant puisse circuler entre le compartiment et le composant. Organe de connexion fluidique (15) comportant une zone souple (17) bordant un orifice (16) d’entrée ou de sortie de fluide, cette zone souple (17) étant déformable de sorte que l’orifice (16) d’entrée ou de sortie de fluide présente un placement ajustable par rapport à une paroi, notamment la paroi de fond (10), d’un compartiment (1), l’orifice (16) d’entrée ou de sortie de fluide étant formé par un manchon de connexion (18), notamment de forme cylindrique.