Brevet FR3157011A1 — publié le 20250620

L’invention concerne un vase d’expansion (1) pour un système de refroidissement de batterie (3), - comportant un corps de vase (4) comportant un premier couvercle (5) compor-tant un embout fileté (6) et un second couvercle (11), - comportant une cartouche de séchage (7), qui est vissée sur l’embout fileté (6) du premier couvercle (5), - une soupape de dépression (8) étant disposée dans le premier couvercle (5), par l’intermédiaire de laquelle, lorsqu’une dépression règne dans le vase d’expansion (1), de l’air frais (2a) arrive depuis l’environnement par l’intermédiaire de la cartouche de séchage (7) dans le vase d’expansion (1), - une soupape de surpression (9) étant disposée dans le second couvercle (11), par l’intermédiaire de laquelle, lorsqu’une surpression règne dans le vase d’expansion (1), de l’air (2) arrive depuis le vase d’expansion (1) dans l’environnement. On peut ainsi obtenir une exécution facile à monter et économique du vase d’expansion (1). Figure pour l’abrégé : (Fig 1) Vase d’expansion et système de refroidissement de batterie La présente invention concerne un vase d’expansion pour un système de refroidissement de batterie. L’invention concerne en outre un système de refroidissement de batterie comportant un tel vase d’expansion. Pour des aspects environnementaux, les véhicules électriques ou hybrides sont de plus en plus dans le point de mire du consommateur et se propagent donc également de plus en plus dans les rues. Afin de pouvoir augmenter à la fois l’autonomie et les performances de ces véhicules électriques ou hybrides, on cherche à maintenir une batterie de traction d’un tel véhicule électrique ou hybride dans une fenêtre de température optimale pour cette batterie de traction, des dispositifs de régulation de température, en particulier des dispositifs de refroidissement, étant utilisés de manière connue à cette fin. Afin d’obtenir un refroidissement particulièrement efficace, on utilise également un refroidissement appelé par immersion, dans lequel un liquide de refroidissement diélectrique, c’est-à-dire non électroconducteur, baigne les différents éléments de batterie de la batterie de traction. Un tel système de refroidissement de batterie destiné à refroidir en particulier une batterie de traction comprend donc également un vase d’expansion dans lequel de l’air est stocké en tant que coussin d’expansion pour une variation de volume provoquée par la température du liquide de refroidissement. Une augmentation de la température provoque la dilatation du liquide de refroidissement ce qui, si la surpression qui en résulte ne peut pas s’échapper, pourrait entraîner une sollicitation de pression élevée dans le vase d’expansion et éventuellement l’endommager, ce qui doit être évité. Pour cette raison, des tels vases d’expansion possèdent généralement une liaison avec l’environnement, afin de pouvoir réduire, le cas échéant, une différence de pression provoquée par la température par évacuation par soufflage de l’air dans l’environnement. Lorsque le liquide de refroidissement se refroidit, il se contracte, ce qui crée une dépression dans le vase d’expansion et entraîne une aspiration d’air frais depuis l’environnement. Par le concept « air frais », on peut/doit entendre l’air ambiant. Afin d’empêcher ou, selon le cas, du moins réduire l’introduction non souhaitée d’humidité dans le liquide de refroidissement, ce qu’on appelle des cartouches de séchage sont prévues, dans lesquelles est disposé un dessiccateur qui a été traversé par l’air frais aspiré depuis l’environnement lors du processus d’aspiration et qui absorbe ainsi l’humidité et sèche l’air frais aspiré. L’inconvénient de ces vases d’expansion réside en particulier dans une installation relativement difficile d’une soupape de surpression ou, selon le cas, d’une soupape de dépression dans une paroi d’un corps de vase du vase d’expansion. Le problème à la base de la présente invention concerne donc un mode de réalisation amélioré ou du moins alternatif pour un vase d’expansion, qui permet de surmonter les inconvénients connus de la technique antérieure. La présente invention repose sur l’idée générale qui consiste à ne pas disposer, comme c’était le cas jusqu’à présent, une soupape de surpression ou, selon le cas, une soupape de dépression dans une paroi d’un corps de vase d’un vase d’expansion pour l’air dans un système de refroidissement de batterie, mais à intégrer ces soupapes dans deux couvercles qui ne sont installés sur le corps de vase du vase d’expansion qu’à l’état monté, moyennant quoi le montage des soupapes est considérablement simplifié. Le vase d’expansion sert à tamponner un volume d’air en raison d’une variation de volume provoquée par la température d’un liquide de refroidissement, en particulier de l’huile. Le vase d’expansion selon l’invention, en particulier pour l’air, pour un système de refroidissement de batterie possède le corps de vase susmentionné, comportant un premier couvercle pourvu d’un embout fileté et un second couvercle, comportant une cartouche de séchage, qui peut être vissée sur l’embout fileté du premier couvercle, la soupape de dépression étant disposée dans le premier couvercle, par l’intermédiaire de laquelle, en cas de dépression régnant dans le vase d’expansion, de l’air frais peut être aspiré depuis l’environnement par l’intermédiaire de la cartouche de séchage et de l’embout fileté, qui peut être réalisé creux, dans le vase d’expansion. La soupape de surpression est disposée dans le second couvercle, par l’intermédiaire de laquelle, en cas de surpression régnant dans le vase d’expansion, de l’air peut être évacué par soufflage depuis le vase d’expansion dans l’environnement. Un filtre à charbon actif peut bien entendu encore être prévu ici, de telle sorte que l’air évacué par soufflage par l’intermédiaire de la soupape de surpression en cas de surpression régnant dans le corps de vase peut encore s’écouler à travers le filtre à charbon actif et y être purifié des hydrocarbures. Un dessiccateur, en particulier un tamis moléculaire, par exemple de la zéolithe, est disposé dans la cartouche de séchage. Grâce à la disposition de la soupape de dépression dans le premier couvercle et de la soupape de surpression dans le second couvercle, celles-ci peuvent être montées relativement facilement, encore avant que les deux couvercles ne soient installés sur le corps de vase. En particulier, on peut ainsi éviter un montage sur une paroi interne du corps de vase qui n’est que très difficilement accessible. On peut ainsi également simplifier considérablement un remplacement d’une telle soupape en cas de maintenance ou de réparation. Opportunément, le premier couvercle et/ou le second couvercle sont réalisés en métal, en particulier en aluminium. L’utilisation d’aluminium permet un mode de construction optimisé en poids et en même temps solide. L’aluminium est en outre facile à usiner, par exemple à percer, moyennant quoi il existe en particulier également une possibilité simple de fixer la soupape de dépression, par exemple dans un alésage pourvu d’un filetage interne. Dans un perfectionnement avantageux de l’invention, le corps de vase est réalisé en métal, en particulier en aluminium. Le corps de vase peut ainsi être réalisé sous forme d’un profilé extrudé en aluminium ou d’une pièce formée par emboutissage profond en aluminium. Par exemple, le corps de vase peut être de forme tubulaire, ce qui est tout à fait approprié pour un procédé d’extrusion. Un procédé d’emboutissage profond convient également pour une fabrication économique et de haute qualité du corps de vase, l’emboutissage profond offrant d’autres possibilités de mise en forme. Dans un autre mode de réalisation particulièrement préféré du vase d’expansion, le corps de vase est réalisé en matériau synthétique, en particulier en polyoxyméthylène (POM). Le POM est un thermoplastique partiellement cristallin présentant une résistance mécanique et une rigidité élevées et en outre une résistance élevée à l’usure ainsi qu’une faible absorption d’humidité, ce qui présente en particulier un grand avantage lors de l’utilisation pour le vase d’expansion selon l’invention, car dans ce cas une incorporation d’eau ou, selon le cas, une absorption d’humidité augmente la conductibilité électrique d’un liquide de refroidissement diélectrique. Pour pouvoir augmenter davantage la résistance mécanique ainsi que la résistance à l’usure, le matériau synthétique peut présenter des fibres de verre, en particulier 25 % de fibres de verre, en particulier être réalisé sous forme de POM GF-25. Le corps de vase peut également être réalisé sous forme d’une pièce en matériau synthétique moulée par injection. La réalisation sous forme de pièce en matériau synthétique moulée par injection offre le grand avantage de pouvoir fabriquer le corps de vase et donc également le vase d’expansion non seulement avec une qualité élevée mais en même temps également de manière économique. Avantageusement, la cartouche de séchage présente un tamis moléculaire, en particulier de la zéolithe. La zéolithe peut par exemple être de forme sphérique et absorber de l’humidité sans autre apport d’énergie. Une réaction exothermique se produit ainsi. Dans un autre mode de réalisation avantageux du vase d’expansion, la soupape de dépression s’ouvre à une dépression p 1 de - 0,3 bar ≥ p 1 ≥ - 0,5 bar et la soupape de surpression peut s’ouvrir à une surpression p 2 de 0,4 bar ≤ p 2 ≤ 1,0 bar. Ces dépressions/surpressions permettent de tolérer une certaine surpression/dépression dans le corps de vase, moyennant quoi les cycles de renouvellement d’air peuvent être réduits et la durée de vie de la cartouche de séchage peut être allongée. En général, sans de telles soupapes, de l’air frais serait aspiré en continu depuis l’environnement ou de l’air serait expulsé en continu dans l’environnement, ce qui réduirait très fortement la durée de vie de la cartouche de séchage ainsi que d’un absorbeur HC. Ce qui suit s’applique : plus la pression d’ouverture est élevée ou plus elle est faible, moins il y a de cycles de renouvellement. De manière particulièrement préférée, le premier couvercle et/ou le second couvercle sont fermés de manière étanche par rapport au corps de vase par l’intermédiaire d’un joint d’étanchéité en AEM (caoutchouc d’éthylène-acrylate) ou d’un joint d’étanchéité en HNBR (caoutchouc de nitrile hydrogéné). En outre, une utilisation pour les matériaux les plus divers est possible. Le caoutchouc d’acrylate-éthylène (AEM) est un polymère d’éthylène-méthyle-acrylate et d’une proportion de monomère comportant des groupes acide carboxylique. L’AEM résiste à la chaleur et est résistant aux produits chimiques et à l’huile. Le HNBR présente une résistance élevée aux fluides, une résistance élevée à l’abrasion et de bonnes propriétés mécaniques. Les deux matériaux synthétiques sont donc prédestinés à une utilisation comme joints d’étanchéité pour le vase d’expansion selon l’invention. La présente invention repose en outre sur l’idée générale qui consiste à équiper un système de refroidissement de batterie d’un vase d’expansion décrit dans les alinéas ci-dessus et à transférer ainsi les avantages décrits concernant le vase d’expansion au système de refroidissement de batterie. Concrètement, les avantages d’un système de refroidissement de batterie équipé du vase d’expansion selon l’invention se situent dans une fabrication économique, car simple, en particulier parce qu’un prémontage des deux soupapes sur le couvercle associé respectif est nettement plus simple. Pour le remplacement périodique de la cartouche de séchage, celle-ci peut en outre être dévissée simplement du premier couvercle et une nouvelle peut être revissée ensuite. D’autres caractéristiques et avantages importants de l’invention découlent des revendications dépendantes, des dessins et de la description associée des figures à l’aide des dessins. Il est entendu que les caractéristiques susmentionnées et encore à expliquer ci-dessous sont non seulement utilisables dans la combinaison respective indiquée, mais également dans d’autres combinaisons ou seules, sans quitter le cadre de la présente invention. Les éléments susmentionnés et encore à mentionner ci-dessous d’une unité supérieure, comme par exemple d’un dispositif, d’un appareil ou d’un agencement, qui sont désignés séparément, peuvent constituer des éléments ou des composants séparés de cette unité ou être des parties ou des sections intégrantes de cette unité, également lorsque celle-ci est représentée autrement dans le dessin. Des exemples de réalisation préférés de l’invention sont représentés dans les dessins et sont expliqués davantage dans la description ci-dessous, les mêmes numéros de référence se rapportant à des composants identiques ou analogues ou fonctionnellement identiques. On y voit, respectivement schématiquement FIG. 1 une représentation en coupe d’un vase d’expansion selon l’invention d’un système de refroidissement de batterie selon l’invention, FIG. 2 une représentation du détail A de la FIG. 1 , FIG. 3 une représentation du détail B de la FIG. 1 , FIG. 4 une représentation en coupe d’une soupape de surpression. Selon les figures 1 à 3, un vase d’expansion 1 pour l’air 2 selon l’invention d’un système de refroidissement de batterie 3 selon l’invention présente un corps de vase 4 en matériau synthétique comportant un premier couvercle 5 comportant un embout fileté 6 et un second couvercle 11. Est également prévue une cartouche de séchage 7, qui est vissée sur l’embout fileté 6 du premier couvercle 5. Une soupape de dépression 8 est disposée dans le premier couvercle 5, par l’intermédiaire de laquelle, lorsqu’une dépression règne dans le vase d’expansion 1, de l’air frais 2a arrive depuis l’environnement par l’intermédiaire de la cartouche de séchage 7 et de l’embout fileté 6 dans le vase d’expansion 1. L’air frais 2a aspiré peut ainsi être séché. Une soupape de surpression 9 est disposée dans le second couvercle 11 (cf. également FIG. 4 ), par l’intermédiaire de laquelle, en cas de surpression régnant dans le vase d’expansion 1 ou, selon le cas, dans son corps de vase 4, de l’air 2 peut être évacué par soufflage depuis le vase d’expansion 1 dans l’environnement. La cartouche de séchage 7 peut être remplacée par un simple dévissage de l’embout fileté 6 ou, selon le cas, vissage sur celui-ci. La cartouche de séchage 7 peut présenter un tamis moléculaire, en particulier une zéolithe, ou un autre dessiccateur. Grâce à l’intégration des deux soupapes 8, 9 dans le couvercle 5, 11 respectivement associé, on peut renoncer à une installation compliquée et donc coûteuse des soupapes 8, 9 dans une paroi du corps de vase 4 du vase d’expansion 1. Le corps de vase 4 peut ainsi être réalisé très simplement, par exemple sous forme de tube. Par la disposition de la soupape de dépression 8 dans le premier couvercle 5 et de la soupape de surpression 9 dans le second couvercle 11, on peut également simplifier nettement un remplacement d’une telle soupape 8, 9 en cas de maintenance ou de réparation, car les soupapes 8, 9 sont nettement plus accessibles lorsque les couvercles 5, 11 sont enlevés du corps de vase 4. Le vase d’expansion 1 sert à tamponner un volume d’air en raison d’une variation de volume provoquée par la température d’un liquide de refroidissement, en particulier de l’huile. Le premier couvercle 5 et/ou le second couvercle 11 peuvent être réalisés en métal, en particulier en aluminium, l’utilisation d’aluminium permettant un mode de construction optimisé en poids et en même temps solide. L’aluminium permet en outre la fabrication d’un embout fileté 6 stable, par l’intermédiaire duquel la cartouche de séchage 7 peut être fixée de manière fiable. Bien entendu, une réalisation des couvercles 5, 11 en matériau synthétique, en particulier sous forme de pièce moulée par injection en matériau synthétique, est également imaginable. Le corps de vase 4 peut également être réalisé en métal, en particulier en aluminium, le corps de vase 4 pouvant dans ce cas être réalisé sous forme de profilé extrudé en aluminium ou sous forme de pièce formée par emboutissage profond en aluminium. Cela permet une confection de qualité élevée et en outre économique. Un procédé d’emboutissage profond convient également pour la fabrication du corps de vase 4. Une fixation des couvercles 5, 11 sur le corps de vase 4 peut avoir lieu par collage ou vissage, en particulier un vissage permettant une maintenance ou, selon le cas, une réparation particulièrement simple. Le corps de vase 4 peut être réalisé, tout comme les couvercles 5, 11, en matériau synthétique, en particulier en polyoxyméthylène (POM). Le POM présente une résistance mécanique et une rigidité élevées et en outre une résistance élevée à l’usure ainsi qu’une faible absorption d’humidité, ce qui présente en particulier un grand avantage lors de l’utilisation pour le vase d’expansion 1 selon l’invention, car dans ce cas une incorporation d’eau ou, selon le cas, une absorption d’humidité augmente la conductibilité électrique d’un liquide de refroidissement diélectrique. Les polycétones conviennent également à cet effet. Pour augmenter la résistance et/ou la résistance à l’usure, des fibres de verre, en particulier 25 % de fibres de verre, peuvent être incorporées dans la matrice de matériau synthétique. Le corps de vase 4 peut également être réalisé sous forme de pièce moulée par injection en matériau synthétique, ce qui offre le grand avantage d’une fabrication de qualité élevée et économique et permet des formes qui ne peuvent par exemple pas être obtenues par une extrusion. Un tamis moléculaire, en particulier une zéolithe, peut être disposé en tant que dessiccateur dans la cartouche de séchage 7. La soupape de dépression 8 peut s’ouvrir à une dépression p 1 de - 0,3 bar ≥ p 1 ≥ - 0,5 bar alors que la soupape de surpression 9 peut s’ouvrir à une surpression p 2 de 0,4 bar ≤ p 2 ≤ 1,0 bar. Ces dépressions/surpressions permettent de tolérer une certaine surpression/dépression dans le corps de vase, moyennant quoi les cycles de renouvellement d’air peuvent être réduits et la durée de vie de la cartouche de séchage 7 peut être allongée. Pour pouvoir rendre étanche un espace interne du corps de vase 4 de manière fiable, le premier couvercle 5 et/ou le second couvercle 11 sont fermés de manière étanche par rapport au corps de vase 4 par l’intermédiaire d’un joint d’étanchéité 10 en AEM (caoutchouc d’éthylène-acrylate) ou en HNBR (caoutchouc de nitrile hydrogéné). L’AEM résiste à la chaleur ainsi qu’aux produits chimiques et à l’huile. Le HNBR présente une résistance élevée aux fluides, une résistance élevée à l’abrasion et de bonnes propriétés mécaniques. La soupape de surpression 9 représentée dans la FIG. 4 présente un corps 12 de soupape précontraint au moyen d’un ressort 13, qui se place de manière étanche sur un siège 14 de soupape associé pour la fermeture de la soupape de surpression 9. La soupape de surpression 9 est fermée de manière étanche par rapport au second couvercle 7 au moyen d’un joint torique étanche 15. Il est bien entendu clair que la soupape de surpression 9 représentée dans la FIG. 4 peut également être utilisée avec la même construction, mais inversée, en tant que soupape de dépression 8. La soupape de surpression 9 ou, selon le cas, la soupape de dépression 8 permet également d’empêcher une augmentation/diminution inadmissible de la pression dans le circuit de liquide de refroidissement. En outre, une membrane 16 peut être disposée au niveau de la soupape de dépression 8 ou, selon le cas, de la soupape de surpression 9, membrane qui empêche une pénétration non souhaitée d’eau de ruissellement. Le vase d’expansion 1 permet également de fabriquer le système de refroidissement de batterie 3 de manière économique, car simple, en particulier parce qu’un prémontage des deux soupapes 8, 9 sur le couvercle 5, 11 respectivement associé est nettement plus simple. Pour le remplacement périodique de la cartouche de séchage 7, celle-ci peut en outre être dévissée simplement du premier couvercle 5 et une nouvelle peut être revissée ensuite. Vase d’expansion (1) pour un système de refroidissement de batterie (3), - comportant un corps de vase (4) comportant un premier couvercle (5) comportant un embout fileté (6) et un second couvercle (11), - comportant une cartouche de séchage (7), qui est vissée sur l’embout fileté (6) du premier couvercle (5), - une soupape de dépression (8) étant disposée dans le premier couvercle (5), par l’intermédiaire de laquelle, lorsqu’une dépression règne dans le vase d’expansion (1), de l’air frais (2a) arrive depuis l’environnement par l’intermédiaire de la cartouche de séchage (7) dans le vase d’expansion (1), - une soupape de surpression (9) étant disposée dans le second couvercle (11), par l’intermédiaire de laquelle, lorsqu’une surpression règne dans le vase d’expansion (1), de l’air (2) arrive depuis le vase d’expansion (1) dans l’environnement. Vase d’expansion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier couvercle (5) et/ou le second couvercle (11) sont réalisés en métal, en particulier en aluminium. Vase d’expansion selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps de vase (4) est réalisé en métal, en particulier en aluminium. Vase d’expansion selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps de vase (4) est réalisé sous forme de profilé extrudé en aluminium ou sous forme de pièce formée par emboutissage profond en aluminium. Vase d’expansion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps de vase (4) est réalisé en matériau synthétique, en particulier en polyoxyméthylène (POM) ou en polycétone. Vase d’expansion selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau synthétique présente des fibres de verre, en particulier une proportion de 25 % de fibres de verre. Vase d’expansion selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cartouche de séchage (7) présente un tamis moléculaire, en particulier une zéolithe. Vase d’expansion selon l’une des revendications précédentes, caractérisé - en ce que la soupape de dépression (8) s’ouvre à une dépression p 1 de - 0,3 bar ≥ p 1 ≥ - 0,5 bar et/ou - en ce que la soupape de surpression (9) s’ouvre à une surpression p 2 de 0,4 bar ≤ p 2 ≤ 1,0 bar. Vase d’expansion selon l’une des revendications précédentes, caractérisé - en ce que le premier couvercle (5) est fermé de manière étanche par rapport au corps de vase (4) par l’intermédiaire d’un joint d’étanchéité (10) en AEM (caoutchouc d’éthylène-acrylate) ou en HNBR (caoutchouc de nitrile hydrogéné) et/ou - en ce que le second couvercle (11) est fermé de manière étanche par rapport au corps de vase (4) par l’intermédiaire d’un joint d’étanchéité (10) en AEM (caoutchouc d’éthylène-acrylate) ou en HNBR (caoutchouc de nitrile hydrogéné). Système de refroidissement de batterie (3) comportant un vase d’expansion (1) selon l’une des revendications précédentes.