Brevet FR3139192A1 — publié le 20240301

Titre de l’invention : Echangeur thermique et installation de gestion thermique correspondante La présente invention concerne un système de gestion thermique (1) comprenant un échangeur de chaleur (100) et un bloc de connexion (20), l’échangeur de chaleur (100) comprenant un empilement de plaques (110) formant au moins un premier canal (121) et un deuxième canal (122), l’empilement de plaque (110) s’étendant entre une première et une deuxième joues (131, 132), le bloc de connexion (20) comprenant une ouverture d’entrée (21) et une ouverture de sortie (22), l’ouverture de sortie (22) étant apte à être raccordée au premier canal (121), le système de gestion thermique (1) comprenant en outre un passage (23), ledit passage (23) étant au moins partiellement formé par le bloc de connexion (20), et s’étendant entre l’ouverture d’entrée (21) et l’ouverture de sortie (22), le système de gestion thermique (1) étant caractérisé en ce qu’il comprend un élément chauffant (30) partiellement formé dans le bloc de connexion (20). Figure de l’abrégé : Figure 6 Echangeur thermique et installation de gestion thermique correspondante La présente invention concerne la régulation thermique et, plus particulièrement, un échangeur thermique utilisé pour cette régulation thermique, ainsi que son placement au sein d'une installation de gestion thermique pour, notamment, la régulation thermique des batteries d'un véhicule électrique ou hybride. La régulation thermique des batteries, notamment dans le domaine automobile, et encore plus particulièrement des véhicules électriques et hybrides, est un point important car, si les batteries sont soumises à des températures trop froides, leur autonomie peut décroitre fortement et, si elles sont soumises à des températures trop importantes, il y a un risque d'emballement thermique pouvant aller jusqu'à la destruction de la batterie. Afin de réguler la température des batteries, il est connu d'ajouter un dispositif de régulation de température du module batterie. Ces dispositifs utilisent généralement des fluides caloporteurs circulant, par exemple, au moyen d'une pompe, dans un circuit de gestion thermique, ledit circuit de gestion thermique passant au sein d'un échangeur thermique en contact direct avec les batteries. Les fluides caloporteurs peuvent ainsi absorber de la chaleur émise par la ou les batteries afin de les refroidir et évacuer cette chaleur au niveau d'un ou plusieurs autres échangeurs thermiques comme, par exemple, un radiateur ou un échangeur thermique relié à une autre boucle de gestion thermique comme, par exemple, une boucle de climatisation qui va absorber cette chaleur pour la disperser à l'extérieur ou alors l'utiliser pour aider au chauffage de l'habitacle. Les fluides caloporteurs peuvent également, si besoin est, apporter de la chaleur pour réchauffer lesdites batteries, par exemple le circuit de gestion thermique peut comporter une résistance électrique ou un chauffage par thermistance Coefficient Positif de Température (CTP). Les fluides caloporteurs généralement utilisés sont l'air ambiant ou des liquides comme par exemple l'eau. Les liquides étant meilleurs conducteurs de chaleur que les gaz, c'est une solution qui est privilégiée, car plus efficace. Néanmoins, l'ajout d'un tel dispositif de chauffage au sein du circuit de gestion thermique peut conduire à une augmentation de la place nécessaire à son intégration au sein du véhicule automobile et ne pas répondre aux exigences des constructeurs. Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un échangeur de chaleur et une installation de gestion thermique améliorés. La présente invention a ainsi pour principal objet un système de gestion thermique comprenant un échangeur de chaleur et un bloc de connexion, l’échangeur de chaleur comprenant un empilement de plaques formant au moins un premier canal et un deuxième canal, le premier canal dans lequel circule un premier fluide, et le deuxième canal dans lequel circule un deuxième fluide. L’échangeur de chaleur comprend une première joue et une deuxième joues, l’empilement de plaque s’étendant entre celles-ci. Le bloc de connexion est au moins partiellement positionné sur la première joue et comprend au moins une ouverture d’entrée et au moins une ouverture de sortie. L’ouverture de sortie est apte à être raccordée au premier canal. Le système de gestion thermique comprend en outre un passage au moins partiellement formé par le bloc de connexion. Ledit passage s’étend entre l’ouverture d’entrée et l’ouverture de sortie. Le système de gestion thermique comprend également un élément chauffant, ledit élément chauffant étant au moins partiellement formé dans le bloc de connexion. Selon une caractéristique de l’invention, les plaques de l’échangeur de chaleur s’étendent principalement parallèlement à un plan d’extension principal. Selon une caractéristique de l’invention, les première et deuxième joues s’étendent principalement parallèlement au plan d’extension principal. Selon une caractéristique de l’invention, le bloc de connexion s’étend principalement parallèlement au plan d’extension principal. Selon une caractéristique de l’invention, le bloc de connexion comprend une première face, opposée à l’échangeur de chaleur, et une deuxième face, au moins partiellement en contact de l’échangeur de chaleur. Selon une caractéristique de l’invention, la première face s’étend parallèlement au plan d’extension principal. La deuxième face s’étend parallèlement au plan d’extension principal. Selon une caractéristique de l’invention, le bloc de connexion comprend au moins une face latérale, s’étendant perpendiculairement au plan d’extension principal. Selon une caractéristique de l’invention, le premier axe passe par le centre de la première joue. Selon une caractéristique de l’invention, le bloc de connexion s’étend au moins partiellement sur une partie de la première joue. Selon une caractéristique de l’invention, le passage s’étend parallèlement au plan d’extension principal. Selon une caractéristique de l’invention, une rainure formée dans le bloc de connexion défini au moins partiellement le passage. Selon une caractéristique de l’invention, la première joue définit partiellement le passage. Selon une caractéristique de l’invention, la rainure est formée dans la deuxième face du bloc de connexion. Selon une autre caractéristique de l’invention, le passage est entièrement formé dans le bloc de connexion. Selon une caractéristique de l’invention, l’élément chauffant s’étend au moins partiellement sur la première face du bloc de connexion. Selon une caractéristique de l’invention, l’élément chauffant est un élément de chauffage électrique. Selon une caractéristique de l’invention, l’élément chauffant comprend une enveloppe en silicone à l’intérieur de laquelle est placé un cordon électrique chauffant. Selon une caractéristique de l’invention, l’élément chauffant comprend au moins une borne d’alimentation. Selon une caractéristique de l’invention, la borne d’alimentation de l’élément chauffant est positionnée sur la première face du bloc de connexion. Selon une autre caractéristique de l’invention, la borne d’alimentation de l’élément chauffant est positionnée sur la face latérale du bloc de connexion. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, l’élément chauffant s’étend au moins partiellement dans le passage. Selon ce mode de réalisation, l’élément chauffant comprend une cartouche chauffante et un connecteur électrique. Selon une caractéristique de ce mode de réalisation, la cartouche chauffante de l’élément chauffant s’étend au moins partiellement dans le passage. Selon une caractéristique de l’invention, l’ouverture d’entrée du bloc de connexion est apte à être raccordée à une pompe de circulation. Selon une caractéristique de l’invention, la pompe de circulation est, préférentiellement, une pompe de circulation électrique. Selon une caractéristique de l’invention, le bloc de connexion s’étend au moins partiellement entre la pompe de circulation et l’échangeur de chaleur. Selon une caractéristique de l’invention, la première joue comprend une première bouche reliée fluidiquement au premier canal. Selon une caractéristique de l’invention, la première bouche est reliée fluidiquement à l’ouverture de sortie du bloc de connexion. Selon une caractéristique de l’invention, l’ouverture d’entrée est excentrée par rapport à la première bouche. Autrement dit, le premier axe, perpendiculaire au plan d’extension principal et passant par le centre géométrique de l’ouverture d’entrée, ne passe pas par le centre géométrique de la première bouche. Selon une caractéristique de l’invention, le bloc de connexion est en aluminium. Selon une autre caractéristique de l’invention, le bloc de connexion est en matériau plastique. Selon une caractéristique de l’invention, le premier canal est destiné à la circulation du premier fluide. Selon une caractéristique de l’invention, le premier fluide est un fluide caloporteur, de l’eau, un fluide diélectrique ou un mélange d’eau et d’éthylène glycol par exemple. Selon une caractéristique de l’invention, le deuxième fluide est un fluide réfrigérant, R134a, R1234yf ou R744 par exemple. Selon une caractéristique de l’invention, la pompe de circulation est destinée à mettre le premier fluide en circulation. La pompe de circulation est donc placée en amont de l’échangeur de chaleur dans le circuit du premier fluide. Selon une caractéristique de l’invention, le bloc de connexion est brasé en même temps que l’échangeur de chaleur. Selon une caractéristique de l’invention, la pompe de circulation est fixée au bloc de connexion au moyen d’une vis ou de tout autre système de fixation. Selon une caractéristique de l’invention, l’étanchéité entre la pompe et le bloc de connexion est assurée au moyen d’un joint positionné entre ladite pompe et ledit bloc de connexion. Selon une caractéristique de l’invention, le bloc de connexion comprend un élément de montage, vis, clip, ou autre, pour fixer l'ensemble à un élément extérieur. Selon une caractéristique de l’invention, le bloc de connexion comprend au moins un orifice fileté. Selon une caractéristique de l’invention, la pompe est fixée au bloc de connexion au moyen d’au moins une vis insérée dans l’orifice fileté. Selon une caractéristique de l’invention, l’échangeur de chaleur comprend un premier bloc d’échange et un deuxième bloc d’échange, le premier bloc d’échange comprenant le premier canal et le deuxième canal, le deuxième bloc d’échange comprenant au moins un troisième canal et au moins un quatrième canal, le troisième canal étant destiné à la circulation du deuxième fluide, le quatrième canal étant destiné à la circulation d’un troisième fluide. Selon une caractéristique de l’invention, le troisième fluide correspond au deuxième fluide, à une température différente. Selon une caractéristique de l’invention, l’échangeur de chaleur comprend une plaque intermédiaire, placée entre le premier bloc d’échange et le deuxième bloc d’échange. La plaque intermédiaire comprend au moins une deuxième bouche assurant la connexion fluidique entre le deuxième canal et le troisième canal. L’invention concerne également un ensemble comprenant un véhicule hybride ou électrique et un système de gestion thermique selon l’invention. D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et d’exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins annexés d’autre part, sur lesquels : illustre, schématiquement, un système de gestion thermique selon l’invention selon une vue en perspective ; illustre, schématiquement et au moyen d’une vue en coupe, le système de gestion thermique présenté ; illustre, schématiquement, le bloc de connexion du système de gestion thermique présenté ; illustre, schématiquement, une variante du bloc de connexion présenté ; illustre, schématiquement et au moyen d’une vue en coupe, une première variante du système de gestion thermique présenté ; illustre, schématiquement et au moyen d’une vue en coupe, une deuxième variante du système de gestion thermique présenté ; illustre, schématiquement, une troisième variante du système de gestion thermique présenté ; Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur. Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence. Les et 2 présentent un système de gestion thermique 1 suivant l’invention. Le système de gestion thermique 1 comprend un échangeur de chaleur 100 et un bloc de connexion 20, l’échangeur de chaleur 100 comprenant un empilement de plaques 110 formant au moins un premier canal 121 et un deuxième canal 122. Les premier et deuxièmes canaux 121, 122, sont destinés respectivement à la circulation d’un premier fluide F1 et d’un deuxième fluide F2. L’échangeur de chaleur 100 comprend une première et une deuxième joues 131, 132, l’empilement de plaque 110 s’étendant entre les celles-ci. Le bloc de connexion 20 est au moins partiellement positionné sur la première joue 131, ledit bloc de connexion 20 comprenant au moins une ouverture d’entrée 21 et au moins une ouverture de sortie 22. L’ouverture de sortie 22 est apte à être raccordée aux premiers canaux 121. Le premier fluide F1 est un fluide caloporteur, de l’eau, un fluide diélectrique ou un mélange d’eau et d’éthylène glycol, par exemple. Le deuxième fluide F2 est un fluide réfrigérant, R134a, T1234yf ou R744 par exemple. Le système de gestion thermique 1 comprend en outre un passage 23, illustré et 3. Ledit passage 23 est au moins partiellement formé par le bloc de connexion 20, et s’étend entre l’ouverture d’entrée 21 et l’ouverture de sortie 22. Le système de gestion thermique 1 est caractérisé en ce qu’il comprend un élément chauffant 30 au moins partiellement formé dans le bloc de connexion 20. Les plaques 110 de l’échangeur de chaleur 100 s’étendent principalement parallèlement à un plan d’extension P. Les première et deuxième joues 131, 132 s’étendent principalement parallèlement au plan d’extension P. Le bloc de connexion 20 s’étend principalement parallèlement au plan d’extension P. Le bloc de connexion 20 comprend une première face 25, opposée à l’échangeur de chaleur 100, et une deuxième face 26, illustrée , au moins partiellement en contact de l’échangeur de chaleur 100. Les première et deuxième face 25, 26 du bloc de connexion 20 s’étendent parallèlement au plan d’extension P. Le bloc de connexion 20 comprend en outre au moins une face latérale 27, s’étendant perpendiculairement au plan d’extension P. La première joue 131 comprend une première bouche 141 reliée fluidiquement aux premier canaux 121. La première bouche 141 est reliée fluidiquement à l’ouverture de sortie 22 du bloc de connexion 20. L’ouverture d’entrée 21 est excentrée par rapport à la première bouche 141. Autrement dit, le premier axe A, perpendiculaire au plan d’extension principal P et passant par le centre géométrique de l’ouverture d’entrée 21, ne passe pas par le centre géométrique de la première bouche 141. L’axe A, perpendiculaire au plan d’extension principal P, et passant par le centre géométrique de la première entrée 21, passe sensiblement par le centre de la première joue 131. Le bloc de connexion 20 s’étend au moins partiellement sur une partie de la première joue 131. Le passage 23 s’étend parallèlement au plan d’extension P. Selon le mode de réalisation présenté et 3, une rainure 24 formée dans le bloc de connexion 20 définie au moins partiellement le passage 23. La première joue 131 définit également partiellement le passage 23. Le passage 23 est ainsi formé en partie par la rainure 24, et en partie par la première joue 131. La rainure 24 est formée dans la deuxième face 26 du bloc de connexion 20. Selon un autre mode de réalisation, illustré , le passage 23 est entièrement formé dans le bloc de connexion 20. Selon le mode de réalisation illustré figures 1 et 2, l’élément chauffant 30 s’étend au moins partiellement sur la première face 25 du bloc de connexion 20. L’élément chauffant 30 est un élément de chauffage électrique. Selon le mode de réalisation particulier illustré et 2, l’élément chauffant 30 comprend une enveloppe en silicone 32 à l’intérieur de laquelle est placé un cordon électrique chauffant 33. Selon ce mode de réalisation, l’élément chauffant 30 comprend une borne d’alimentation 34, préférentiellement deux bornes d’alimentation 34. Selon un autre mode de réalisation, illustré , l’élément chauffant 30 s’étend au moins partiellement dans le passage 23. Selon ce mode de réalisation, l’élément chauffant 30 comprend une cartouche chauffante 35 et un connecteur électrique 36. Selon ce mode de réalisation, la cartouche chauffante 35 de l’élément chauffant 30 s’étend dans le passage 23. La illustre une variante de réalisation du système de gestion thermique 1. Selon cette variante, l’ouverture d’entrée 21 du bloc de connexion 20 est apte à être raccordée à une pompe de circulation 40. La pompe de circulation 40 est, préférentiellement, une pompe de circulation électrique. Le bloc de connexion 20 s’étend au moins partiellement entre la pompe de circulation 40 et l’échangeur de chaleur 100. La pompe de circulation 40 est destinée à mettre le premier fluide F1 en circulation, et est pour cela placée en amont de l’échangeur de chaleur 100 du point de vue du circuit du fluide F1. Le bloc de connexion 20 est, préférentiellement, en aluminium. Selon un autre mode de réalisation, le bloc de connexion 20 est en matériau plastique. Selon un mode de réalisation particulier, le bloc de connexion 20 est brasé en même temps que l’échangeur de chaleur 100. Comme illustré figures 1, 2 et 5, l’ouverture 21 du bloc de connexion 20 comprend un joint d’étanchéité 52. Selon le mode de réalisation illustré , le joint d’étanchéité 52 assure l’étanchéité entre la pompe de circulation 40 et le bloc de connexion 20. Selon une caractéristique de l’invention illustrée en particulier figures 1, 3 et 4, le bloc de connexion 20 comprend au moins un orifice extérieur 53. Cet orifice extérieure 53 est destiné à recevoir un élément de montage, vis, clip, ou autre, pour fixer le système de gestion thermique 1 à un élément extérieur. Le bloc de connexion 20 comprend également au moins un orifice fileté 54. Comme illustré , la pompe de circulation 40 est fixée au bloc de connexion 20 au moyen d’au moins une vis 51 insérée dans l’orifice fileté 54. Selon un autre mode de réalisation illustré , l’échangeur de chaleur 100 comprend un premier bloc d’échange 101 et un deuxième bloc d’échange 102. Le premier bloc d’échange 101 comprend les premiers canaux 121 et les deuxièmes canaux 122, le deuxième bloc d’échange 102 comprend des troisièmes canaux 123 et des quatrièmes canaux 124. Les troisièmes canaux 123 sont destinés à la circulation du deuxième fluide F2, les quatrièmes canaux 124 sont destinés à la circulation du troisième fluide F3. Selon un mode de réalisation particulier, le troisième fluide F3 correspond au deuxième fluide F2 à une température différente. L’échangeur de chaleur 100 comprend une plaque intermédiaire 133, placée entre le premier bloc d’échange 101 et le deuxième bloc d’échange 102. La plaque intermédiaire 133 comprend au moins une deuxième bouche 142, assurant la connexion fluidique entre les deuxièmes canaux 122 et les troisièmes canaux 123. Système de gestion thermique (1) comprenant un échangeur de chaleur (100) et un bloc de connexion (20), l’échangeur de chaleur (100) comprenant un empilement de plaques (110) formant au moins un premier canal (121) et un deuxième canal (122), le premier canal (121) dans lequel circule un premier fluide (F1), et le deuxième canal (122) dans lequel circule un deuxième fluide (F2), l’échangeur de chaleur (100) comprenant une première et une deuxième joues (131, 132), l’empilement de plaque (110) s’étendant entre les première et deuxième joues (131, 132), le bloc de connexion (20) étant au moins partiellement positionné sur la première joue (131), ledit bloc de connexion (20) comprenant au moins une ouverture d’entrée (21) et au moins une ouverture de sortie (22), l’ouverture de sortie (22) étant apte à être raccordée au premier canal (121), le système de gestion thermique (1) comprenant en outre un passage (23), ledit passage (23) étant au moins partiellement formé par le bloc de connexion (20), et ledit passage (23) s’étendant entre l’ouverture d’entrée (21) et l’ouverture de sortie (22), le système de gestion thermique (1) étant caractérisé en ce qu’il comprend un élément chauffant (30) partiellement formé dans le bloc de connexion (20). Système de gestion thermique (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le bloc de connexion (20) comprend une rainure (24) formée dans ledit bloc de connexion (20), ladite rainure (24) définissant au moins partiellement le passage (23). Système de gestion thermique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc de connexion (20) comprend une première face (25), opposée à l’échangeur de chaleur (100), et une deuxième face (26), au moins partiellement en contact de l’échangeur de chaleur (100), l’élément chauffant (30) s’étendant au moins partiellement sur la première face (25) du bloc de connexion (20). Système de gestion thermique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément chauffant (30) comprend une enveloppe en silicone (32) à l’intérieur de laquelle est placé un cordon électrique chauffant (33). Système de gestion thermique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l’élément chauffant (30) s’étend au moins partiellement dans le passage (23). Système de gestion thermique (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’élément chauffant (30) comprend une cartouche chauffante (35) et un connecteur électrique (36). Système de gestion thermique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’ouverture d’entrée (21) du bloc de connexion (20) est apte à être raccordée à une pompe de circulation (40). Système de gestion thermique (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le bloc de connexion (20) s’étend au moins partiellement entre la pompe de circulation (40) et l’échangeur de chaleur (100). Système de gestion thermique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’échangeur de chaleur (100) comprend un premier bloc d’échange (101) et un deuxième bloc d’échange (102), le premier bloc d’échange (101) comprenant le premier canal (121) et le deuxième canal (122), le deuxième bloc d’échange (102) comprenant au moins un troisième canal (123) et au moins un quatrième canal (124). Ensemble comprenant un véhicule hybride ou électrique et un système de gestion thermique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.