FR3082665A1 - COOLING DEVICE, PARTICULARLY FOR A MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de refroidissement (2) notamment pour véhicule automobile, le dispositif comportant au moins une face d'échange thermique (3) agencée également pour réaliser une connexion électrique dans un circuit électrique (5).The invention relates to a cooling device (2) in particular for a motor vehicle, the device comprising at least one heat exchange face (3) also arranged to make an electrical connection in an electrical circuit (5).
Description
La présente invention concerne un dispositif de refroidissement notamment pour véhicule automobile.The present invention relates to a cooling device in particular for a motor vehicle.
La tendance actuelle chez les constructeurs automobiles est d'intégrer de plus en plus l'énergie électrique dans leurs véhicules, que ce soit pour mouvoir des véhicules à propulsion entièrement électrique, des véhicules hybrides ou bien pour fournir une simple assistance au moyen de propulsion principale dans le but d'améliorer l'autonomie du véhicule.The current trend among car manufacturers is to integrate more and more electrical energy into their vehicles, whether to move vehicles with fully electric propulsion, hybrid vehicles or to provide simple assistance by means of main propulsion. in order to improve the autonomy of the vehicle.
La puissance mise en jeu dans ces véhicules nécessite des quantités importantes d'énergie électrique, qui sont stockées dans des batteries de grande capacité conçues spécialement à cet effet. Elles sont formées de cellules élémentaires qui sont placées les unes à côté des autres et reliées électriquement entre elles pour, d'une part, fournir la tension désirée et, d'autre part, générer la capacité de stockage recherchée. Ces cellules élémentaires ont soit une forme parallépipédique (encore appelées cellules prismatiques), soit cylindrique ou elles sont ensachées (pouch cell en anglais ). Ces cellules élémentaires peuvent être regroupées et reliées électriquement pour former des modules. Ces modules sont généralement de formes parallépipédiques. Les cellules sont équipées de contacts électriques ou bornes, sur une même extrémité ou des extrémités opposés, pour recevoir une alimentation en courant continu ou pour restituer l'énergie stockée. L’intérieur des modules est classiquement constitué par une succession de cathodes et d'anodes qui sont placées en alternance. Les cellules élémentaires sont ainsi placées côte à côte, de façon à former un module de batterie autonome qui délivre la tension recherchée et qui a pour capacité la somme des capacités de ses diverses cellules élémentaires.The power involved in these vehicles requires significant amounts of electrical energy, which are stored in large capacity batteries designed specifically for this purpose. They are made up of elementary cells which are placed next to each other and electrically connected together to, on the one hand, provide the desired voltage and, on the other hand, generate the desired storage capacity. These elementary cells have either a parallelepiped shape (also called prismatic cells), or cylindrical or they are bagged (pouch cell in English). These elementary cells can be grouped and connected electrically to form modules. These modules are generally of rectangular shape. The cells are equipped with electrical contacts or terminals, on the same end or opposite ends, to receive a DC power supply or to restore the stored energy. The interior of the modules is conventionally constituted by a succession of cathodes and anodes which are placed alternately. The elementary cells are thus placed side by side, so as to form an autonomous battery module which delivers the desired voltage and which has for capacity the sum of the capacities of its various elementary cells.
La demande de brevet DE 102015013377 décrit un système de refroidissement du pack batterie en utilisant un fluide diélectrique en écoulement forcé afin de pouvoir immerger les cellules et ainsi avoir un échange en contact direct.Patent application DE 102015013377 describes a system for cooling the battery pack using a dielectric fluid in forced flow in order to be able to immerse the cells and thus have an exchange in direct contact.
La demande de brevet US 20170040653 décrit un système de refroidissement du pack batterie en utilisant un échangeur en contact avec les connectiques des cellules.The patent application US 20170040653 describes a cooling system of the battery pack using an exchanger in contact with the cell connectors.
La demande de brevet US 2007009787 décrit un système de refroidissement du pack batterie en utilisant de l’air et des tubes où circule un fluide réfrigérant.Patent application US 2007009787 describes a system for cooling the battery pack using air and tubes through which a refrigerant circulates.
Il existe notamment un besoin pour refroidir un pack batterie d’un véhicule électrique ou hybride.There is in particular a need to cool a battery pack of an electric or hybrid vehicle.
L’invention pourrait être appliquée au refroidissement d’une électronique de puissance, si on le souhaite.The invention could be applied to the cooling of power electronics, if desired.
- 2 L’invention a ainsi pour objet un dispositif de refroidissement notamment pour véhicule automobile, le dispositif comportant au moins une face d’échange thermique agencée également pour réaliser une connexion électrique dans un circuit électrique.- 2 The invention thus relates to a cooling device in particular for a motor vehicle, the device comprising at least one heat exchange face also arranged to make an electrical connection in an electrical circuit.
L’invention permet de répondre à la demande croissante de puissance pour les charges rapides ou très rapides de batterie. De préférence le refroidissement est placé au plus près des sources chaudes localisées aux niveaux des connectiques des cellules dans le pack ou module de batterie.The invention makes it possible to meet the growing demand for power for rapid or very rapid battery charges. Preferably, the cooling is placed as close as possible to the hot sources located at the level of the connections of the cells in the battery pack or module.
L’invention permet, notamment par rapport aux solutions de refroidissement existantes, de refroidir essentiellement les connectiques, ce qui permet de réduire la quantité de liquide de refroidissement engagée. Cette réduction de volume entraîne une réduction de poids et de coût, ce qui est particulièrement avantageux.The invention makes it possible, in particular with respect to existing cooling solutions, to essentially cool the connectors, which makes it possible to reduce the amount of coolant used. This reduction in volume results in a reduction in weight and cost, which is particularly advantageous.
La géométrie de l'échangeur peut être différente selon le type de cellule, notamment prismatique ou cylindrique, afin de pouvoir répondre au besoin de refroidissement de façon adaptée.The geometry of the exchanger can be different depending on the type of cell, in particular prismatic or cylindrical, in order to be able to meet the cooling requirement in an adapted manner.
L’invention permet notamment de réaliser simultanément :The invention notably makes it possible to simultaneously carry out:
- le refroidissement des connectiques des cellules de batterie,- cooling of the battery cell connectors,
- un circuit électrique entre les cellules du pack batterie.- an electrical circuit between the cells of the battery pack.
L’invention concerne notamment un module de batteries à charge rapide. On entend par charge rapide une charge qui dure notamment moins d’une heure, voire moins de 30 minutes. Ces durées courtes de charge imposent des échanges thermiques importants.The invention relates in particular to a rapid charge battery module. Fast charge is understood to mean a charge which lasts in particular less than an hour, or even less than 30 minutes. These short charging times impose significant heat exchanges.
Selon l’un des aspects de l’invention, la conduction thermique et la conduction électrique sont assurées par un même matériau de ce dispositif. Autrement dit, la conduction thermique et la conduction électrique ne sont pas assurées par des éléments distincts.According to one aspect of the invention, thermal conduction and electrical conduction are provided by the same material of this device. In other words, thermal conduction and electrical conduction are not provided by separate elements.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif comporte au moins un canal de circulation d’un fluide caloporteur, et la face d’échange thermique est au contact avec ce canal de circulation de manière à permettre un échange thermique entre cette face et le fluide caloporteur.According to one aspect of the invention, the device comprises at least one circulation channel for a heat transfer fluid, and the heat exchange face is in contact with this circulation channel so as to allow heat exchange between this face and the heat transfer fluid.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de refroidissement comporte une entrée et une sortie de fluide connectées avec le canal de circulation.According to one aspect of the invention, the cooling device has an inlet and an outlet for fluid connected with the circulation channel.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’une au moins de l’entrée et de la sortie comporte un raccord tubulaire connecté au canal de circulation.According to one aspect of the invention, at least one of the inlet and the outlet comprises a tubular connection connected to the circulation channel.
-3Selon l’un des aspects de l’invention, l’entrée et la sortie sont sur un même côté du dispositif de refroidissement.According to one aspect of the invention, the inlet and the outlet are on the same side of the cooling device.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’entrée et la sortie sont respectivement sur deux côtés différents, notamment opposés, du dispositif de refroidissement.According to one aspect of the invention, the inlet and the outlet are respectively on two different sides, in particular opposite sides, of the cooling device.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de refroidissement comporte au moins une plaque supérieure et au moins une plaque inférieure définissant entre elles le canal de circulation de fluide caloporteur.According to one aspect of the invention, the cooling device comprises at least one upper plate and at least one lower plate defining between them the circulation channel for heat transfer fluid.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’une au moins des plaques, notamment une seule, est réalisée en matériaux électriquement et thermiquement conducteur, par exemple de l’aluminium, de l’acier ou un autre métal. Dans ce cas, la connexion électrique est assurée par la plaque électriquement conductrice.According to one aspect of the invention, at least one of the plates, in particular only one, is made of electrically and thermally conductive materials, for example aluminum, steel or another metal. In this case, the electrical connection is provided by the electrically conductive plate.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de refroidissement peut comporter deux plaques électriquement conductrices disposées sensiblement sur un même plan et servant de connexion électrique, et l’une étant connectée aux bornes positives des cellules de batterie et l’autre aux bornes négatives sans générer de court-circuit.According to one aspect of the invention, the cooling device may comprise two electrically conductive plates arranged substantially on the same plane and serving as an electrical connection, and one being connected to the positive terminals of the battery cells and the other to negative terminals without generating a short circuit.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’une des plaques est réalisée en matériau électriquement isolant, par exemple en matière plastique comme le polypropylène, ou le polyamide, ou en matières thermoplastiques, thermodurcissables, élastomères ou en matériaux composites.According to one aspect of the invention, one of the plates is made of electrically insulating material, for example plastic material such as polypropylene, or polyamide, or thermoplastic, thermosetting, elastomeric or composite materials.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’une au moins des plaques comporte une ou plusieurs régions embouties.According to one aspect of the invention, at least one of the plates has one or more stamped regions.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de refroidissement comporte une portion de connexion électrique agencée pour permettre la connexion électrique entre ce dispositif de refroidissement et un composant électrique.According to one aspect of the invention, the cooling device comprises an electrical connection portion arranged to allow the electrical connection between this cooling device and an electrical component.
Selon l’un des aspects de l’invention, cette portion de connexion présente un renfoncement et/ou présente une forme sensiblement circulaire.According to one aspect of the invention, this connection portion has a recess and / or has a substantially circular shape.
Selon l’un des aspects de l’invention, la portion de connexion est agencée pour à la fois conduire le courant électrique pour assurer la connexion électrique et assurer le refroidissement de la borne de connexion ou de tout élément de connectique du composant électrique.According to one aspect of the invention, the connection portion is arranged to both conduct the electric current to ensure the electrical connection and to ensure the cooling of the connection terminal or of any connector element of the electrical component.
Selon l’un des aspects de l’invention, cette portion de connexion est formée au moins partiellement par emboutissage d’une plaque.According to one aspect of the invention, this connection portion is formed at least partially by stamping a plate.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif comporte une pluralité de portions de connexion électrique disposées suivant au mois une rangée sensiblement rectiligne, par exemple une seule rangée ou en variante suivant deux rangées parallèles ou plus.According to one aspect of the invention, the device comprises a plurality of electrical connection portions arranged in a month in a substantially rectilinear row, for example a single row or alternatively in two or more parallel rows.
L’invention a encore pour objet un ensemble comportant un dispositif de refroidissement selon l’une des revendications précédentes, et plusieurs composantsThe invention also relates to an assembly comprising a cooling device according to one of the preceding claims, and several components
-4électriques connectés électriquement entre eux par le dispositif de refroidissement.-4electrics electrically connected to each other by the cooling device.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’un au moins des composants est un élément de stockage d’énergie électrique, notamment une batterie ou une cellule de batterie.According to one aspect of the invention, at least one of the components is an element for storing electrical energy, in particular a battery or a battery cell.
Ainsi l’ensemble peut comporte le dispositif de refroidissement et un module de batterie formé par les cellules.Thus the assembly may include the cooling device and a battery module formed by the cells.
Selon l’un des aspects de l’invention, tous les composants sont des éléments de stockage d’énergie électrique, notamment des cellules de batterie.According to one aspect of the invention, all the components are elements for storing electrical energy, in particular battery cells.
Selon l’un des aspects de l’invention, les cellules de batterie sont par exemple cylindriques ou en forme de pavé notamment appelée prismatique, et sont notamment disposées en une ou plusieurs rangées.According to one aspect of the invention, the battery cells are for example cylindrical or in the form of a block, in particular called a prismatic, and are in particular arranged in one or more rows.
Selon l’un des aspects de l’invention, les composants sont des cellules de batteries avec des bornes électriques, et le dispositif de refroidissement est disposé sur le côté des bornes électriques pour assurer la connexion de ces bornes entre elles.According to one aspect of the invention, the components are battery cells with electrical terminals, and the cooling device is arranged on the side of the electrical terminals to ensure the connection of these terminals to each other.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’ensemble comporte un seul dispositif de refroidissement disposé sur un côté des composants, notamment le côté qui présente les bornes électriques.According to one aspect of the invention, the assembly comprises a single cooling device arranged on one side of the components, in particular the side which has the electrical terminals.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’ensemble comporte deux dispositifs de refroidissement disposés sur deux côtés opposés des composants.According to one aspect of the invention, the assembly includes two cooling devices arranged on two opposite sides of the components.
Selon l’un des aspects de l’invention, les dispositifs de refroidissement sont reliés fluidiquement entre eux par des conduits, notamment transversaux, qui mettent en communication les canaux respectifs des dispositifs de refroidissement.According to one aspect of the invention, the cooling devices are fluidly connected to each other by conduits, in particular transverse, which connect the respective channels of the cooling devices.
Selon l’un des aspects de l’invention, le ou les dispositifs de refroidissement font partie du circuit électrique incluant les cellules de batterie.According to one aspect of the invention, the cooling device or devices form part of the electrical circuit including the battery cells.
Dans le cas de cellules cylindriques, notamment disposées verticalement dans le pack ou module de batterie, il peut être prévu un dispositif de refroidissement d’un côté, par exemple en bas, du module de cellules et un autre dispositif de refroidissement de l’autre côté, par exemple en haut du module, chaque échangeur comporte une plaque non conductrice électriquement, exemple en plastique, et d’un ensemble de plaques conductrices électriquement, exemple en aluminium.In the case of cylindrical cells, in particular arranged vertically in the battery pack or module, a cooling device may be provided on one side, for example at the bottom, of the cell module and another cooling device on the other side, for example at the top of the module, each exchanger comprises an electrically non-conductive plate, for example plastic, and a set of electrically conductive plates, for example aluminum.
Selon l’un des aspects de l’invention, les plaques conductrices électriquement sont directement soudées aux bornes des cellules de façon à réaliser le circuit électrique souhaité, le montage étant en série ou parallèle des cellules.According to one aspect of the invention, the electrically conductive plates are directly welded to the terminals of the cells so as to produce the desired electrical circuit, the mounting being in series or parallel of the cells.
Ceci permet notamment de ne pas être impacté par le sens des bornes des cellules. En effet, les plaques conductrices électriquement sont associées à un type de borne, une plaque par ensemble de cellules présentant la borne positive et de même pour celles présentant la borne négative.This notably makes it possible not to be impacted by the direction of the terminals of the cells. Indeed, the electrically conductive plates are associated with a type of terminal, one plate per set of cells having the positive terminal and the same for those having the negative terminal.
Après la réalisation du circuit, les câbles électriques sortant du module sont parAfter completion of the circuit, the electrical cables leaving the module are through
-5exemple directement connectés aux plaques conductrices électriquement, la borne positive du module avec les plaques de polarité positive et la borne négative du pack avec les plaques de polarité négative.-5 example directly connected to the electrically conductive plates, the positive terminal of the module with the positive polarity plates and the negative terminal of the pack with the negative polarity plates.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque non conductrice électriquement permet de faire la liaison hydraulique du liquide réfrigérant et d’isoler les plaques conductrices électriquement. Le liquide réfrigérant est de préférence diélectrique pour ne pas générer de court circuit. De plus, si la plaque non conductrice électriquement est en plastique, il est possible de dimensionner cette dernière de façon à permettre le passage des câbles du pack batterie vers d’autres accessoires.According to one aspect of the invention, the electrically non-conductive plate makes it possible to make the hydraulic connection of the coolant and to isolate the electrically conductive plates. The coolant is preferably dielectric so as not to generate a short circuit. In addition, if the electrically non-conductive plate is made of plastic, it is possible to size the latter so as to allow the passage of the cables from the battery pack to other accessories.
Selon l’un des aspects de l’invention, si l’ensemble des bornes positives et négatives des cellules sont séparées de la façon suivante : les bornes positives en haut du pack et les négatives en bas et vice versa, l’ensemble des plaques conductrices électriquement de chaque dispositif de refroidissement ne deviennent qu’une plaque unique soudée à la plaque non conductrice électriquement. De plus, il n’est plus nécessaire d’utiliser un fluide réfrigérant diélectrique mais il faudra prévoir une boucle de circulation isolée afin d'éviter les court circuits électriques entre les bornes positives (en haut / en bas) et les bornes négatives (en bas / en haut).According to one aspect of the invention, if the set of positive and negative terminals of the cells are separated as follows: the positive terminals at the top of the pack and the negative ones at the bottom and vice versa, all the plates electrically conductive of each cooling device becomes only a single plate welded to the non-electrically conductive plate. In addition, it is no longer necessary to use a dielectric refrigerant but it will be necessary to provide an insulated circulation loop in order to avoid electrical short circuits between the positive terminals (top / bottom) and the negative terminals (in bottom / top).
Si on parle d’assemblage entre plaques isolantes et conductrices, on peut envisager différents types de liaison : assemblage mécanique, par exemple rivetage, surmoulage, soudure par friction, ultrasons ou bouterollage.If we are talking about assembly between insulating and conductive plates, we can consider different types of connection: mechanical assembly, for example riveting, overmolding, friction welding, ultrasound or riveting.
Dans le cas des cellules prismatiques, le dispositif de refroidissement comporte de préférence différents canaux d’écoulement du fluide réfrigérant. Chaque canal permet notamment de refroidir un ensemble de connectiques de la même polarité. Chaque canal est composé d’un matériau conducteur, par exemple de l’aluminium. Cette particularité permet notamment de faire la liaison électrique entre ces bornes et ainsi en modifiant la géométrie des canaux on peut définir le type de circuit électrique que l’on souhaite. Les différents canaux sont notamment reliés à l’aide d’un matériau non conducteur pour éviter les courts circuits. Par exemple toutes les bornes positives sont d’un même côté et bornes négatives de l’autre.In the case of prismatic cells, the cooling device preferably comprises different channels for the flow of the coolant. Each channel notably makes it possible to cool a set of connectors of the same polarity. Each channel is made of a conductive material, for example aluminum. This feature allows in particular to make the electrical connection between these terminals and thus by modifying the geometry of the channels we can define the type of electrical circuit that we want. The various channels are notably connected using a non-conductive material to avoid short circuits. For example, all positive terminals are on the same side and negative terminals on the other.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de refroidissement ou échangeur est emboîté sur les bornes des cellules notamment par complémentarité de formes, ce qui permet un bon contact électrique et thermique. Le fluide réfrigérant refroidit ainsi les bornes.According to one aspect of the invention, the cooling device or exchanger is fitted onto the terminals of the cells, in particular by complementarity of shapes, which allows good electrical and thermal contact. The refrigerant thus cools the terminals.
Selon l’un des aspects de l’invention, les cellules sont prismatiques, et le dispositif de refroidissement comporte différents canaux d’écoulement du fluide réfrigérant, canaux réalisés sur des pièces distinctes.According to one aspect of the invention, the cells are prismatic, and the cooling device comprises different channels for the flow of the coolant, channels produced on separate parts.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif comporte au moins un canal deAccording to one aspect of the invention, the device comprises at least one channel for
-6circulation d’un fluide caloporteur, et la face d’échange thermique constitue en partie et/ou est au contact avec ce canal de circulation de manière à permettre un échange thermique entre cette face et le fluide caloporteur.-6 circulation of a heat transfer fluid, and the heat exchange face partially constitutes and / or is in contact with this circulation channel so as to allow heat exchange between this face and the heat transfer fluid.
Selon l’un des aspects de l’invention, le canal ou les canaux sont formées sur un corps creux unique métallique type tube aluminium extrudé puis percé sur une face.According to one aspect of the invention, the channel or channels are formed on a single metal hollow body such as extruded aluminum tube and then drilled on one side.
Selon l’un des aspects de l’invention, des canaux conducteurs électriquement reliant des bornes d’une polarité donnée sont reliés à des canaux conducteurs reliant des bornes de la polarité inverse par des conduites complètement isolantes électriquement pour assurer la continuité du fluide caloporteur sans risque de court circuit.According to one aspect of the invention, electrically conductive channels connecting terminals of a given polarity are connected to conductive channels connecting terminals of the opposite polarity by completely electrically insulating pipes to ensure the continuity of the heat transfer fluid without risk of short circuit.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the appended drawings in which:
la figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble selon un exemple l'invention;Figure 1 is a perspective view of an assembly according to an example the invention;
la figure 2 est une vue en coupe de l’ensemble de la figure 1 ;Figure 2 is a sectional view of the assembly of Figure 1;
les figures 3 et 4 sont des vues d’autre un autre exemple l’invention, la figure 5 est une vue en perspective d'un dispositif de refroidissement selon un autre exemple l'invention;Figures 3 and 4 are views of another example of the invention, Figure 5 is a perspective view of a cooling device according to another example of the invention;
On a représenté sur la figure 1 un module de batterie électrique 20 comportant une pluralité de cellules 21 de batterie qui sont disposées côté à côte pour former une rangée.FIG. 1 shows an electric battery module 20 comprising a plurality of battery cells 21 which are arranged side by side to form a row.
Ces cellules 21 sont dites prismatiques, ayant une forme en pavé.These cells 21 are said to be prismatic, having a block shape.
Chaque cellule comporte une borne de connexion positive 22 et une borne de connexion négative 23.Each cell has a positive connection terminal 22 and a negative connection terminal 23.
Les bornes positives 22 sont alignées sur une droite, de même pour les bornes négatives 23 alignées sur une autre droite.The positive terminals 22 are aligned on a straight line, similarly for the negative terminals 23 aligned on another straight line.
Le module de batterie 20 de véhicule automobile fait partie d’un ensemble 1 pourvu en outre d’un dispositif de refroidissement 2 conforme à l’invention.The motor vehicle battery module 20 is part of an assembly 1 also provided with a cooling device 2 according to the invention.
Le dispositif de refroidissement 2 comporte deux canaux d’écoulement du fluide réfrigérant 3. Chaque canal 3 permet de refroidir un ensemble de connectiques de la même polarité, à savoir soit les bornes positives 22 soit les bornes négatives 23.The cooling device 2 comprises two channels for the flow of the coolant 3. Each channel 3 makes it possible to cool a set of connectors of the same polarity, namely either the positive terminals 22 or the negative terminals 23.
Chaque canal 3 est composé d’un matériau conducteur, par exemple de l’aluminium. Ceci permet de faire la liaison électrique entre ces bornes 22, respectivement 23.Each channel 3 is composed of a conductive material, for example aluminum. This makes it possible to make the electrical connection between these terminals 22, respectively 23.
Un circuit électrique 5 est ainsi formé, incluant les bornes 22 et 23.An electrical circuit 5 is thus formed, including terminals 22 and 23.
-7Le circuit 5 peut être raccordé au reste du véhicule, par exemple pour alimenter un moteur de traction.Circuit 7 can be connected to the rest of the vehicle, for example to supply a traction motor.
En modifiant la géométrie des canaux 3, on peut définir le type de circuit électrique que l’on souhaite.By modifying the geometry of channels 3, we can define the type of electrical circuit that we want.
Les différents canaux 3 sont reliés fluidiquement à l’aide d’un matériau non conducteur pour éviter les courts circuits, ici à l’aide de raccords isolants 6 en V aux extrémités des deux canaux 3 pour assurer respectivement l’entrée de fluide à une extrémité 7 des canaux 3 et la sortie de fluide de refroidissement à l’autre extrémité 8 des canaux 3.The different channels 3 are fluidly connected using a non-conductive material to avoid short circuits, here using insulating connections 6 in V at the ends of the two channels 3 to respectively ensure the entry of fluid to a end 7 of channels 3 and the coolant outlet at the other end 8 of channels 3.
Comme on peut le voir sur la figure 2, les canaux 3 sont emboîtés sur les bornes 22 respectivement 23 des cellules 21 par complémentarité de formes, notamment de formes cylindriques emboîtées, ce qui permet un bon contact électrique et thermique.As can be seen in FIG. 2, the channels 3 are fitted onto the terminals 22 and 23 respectively of the cells 21 by complementarity of shapes, in particular of fitted cylindrical shapes, which allows good electrical and thermal contact.
On voit sur la figure 2 qui est une coupe de l’ensemble de la figure 1, le chemin 9 de passage de fluide réfrigérant à l’intérieur du canal 3.We see in Figure 2 which is a section of the assembly of Figure 1, the path 9 of coolant passage inside the channel 3.
Ce chemin 9 passe autour de la borne 22, 23 pour bien la refroidir.This path 9 passes around the terminal 22, 23 to cool it well.
Le canal 11 comporte une paroi 11 cylindrique en contact électrique avec la borne 22, 23, cette paroi 11 étant formée par emboutissage. Cette paroi 11 forme une portion de connexion.The channel 11 has a cylindrical wall 11 in electrical contact with the terminal 22, 23, this wall 11 being formed by stamping. This wall 11 forms a connection portion.
Des éléments de connexion électrique 12, en forme de cosses métalliques, sont fixés sur les canaux 3 pour assurer la connexion électrique des bornes 22 et 23 avec le système électrique du véhicule.Electrical connection elements 12, in the form of metal lugs, are fixed on the channels 3 to ensure the electrical connection of the terminals 22 and 23 with the electrical system of the vehicle.
Chaque élément 12 est fixé sur l’un des canaux 3.Each element 12 is fixed to one of the channels 3.
La face d’échange thermique est formée par le canal 3.The heat exchange face is formed by channel 3.
On a représenté sur les figures 3 et 4 un exemple de l’invention utilisant des cellules cylindriques.There is shown in Figures 3 and 4 an example of the invention using cylindrical cells.
L’ensemble 30 comporte un module de batterie 31 avec des cellules cylindriques 32 disposées verticalement dans le module 31.The assembly 30 comprises a battery module 31 with cylindrical cells 32 arranged vertically in the module 31.
Il est prévu un dispositif de refroidissement 35 d’un côté, par exemple en bas, du module de cellules 31 et un autre dispositif de refroidissement 36 de l’autre côté, par exemple en haut du module.A cooling device 35 is provided on one side, for example at the bottom, of the cell module 31 and another cooling device 36 on the other side, for example at the top of the module.
Chaque dispositif de refroidissement 35, 36 comporte une plaque non conductrice électriquement 40, par exemple en plastique, et une plaque conductrice électriquement 41, par exemple en aluminium.Each cooling device 35, 36 comprises an electrically non-conductive plate 40, for example made of plastic, and an electrically conductive plate 41, for example made of aluminum.
La plaque conductrice électriquement 41 du dispositif de refroidissement 36 en haut est soudées aux bornes 43 des cellules 32 de façon à réaliser le circuit électrique souhaité.The electrically conductive plate 41 of the cooling device 36 at the top is welded to the terminals 43 of the cells 32 so as to produce the desired electrical circuit.
-βίοι toutes les bornes 43 sont au contact électrique avec la même plaque 41.-βίοι all the terminals 43 are in electrical contact with the same plate 41.
Ces bornes 43 sont ici disposées suivant deux rangées parallèles. 48 et 49.These terminals 43 are here arranged in two parallel rows. 48 and 49.
Ainsi, les plaques conductrices électriquement peuvent être associées à un type de borne, une plaque par ensemble de cellules présentant la borne positive et de même pour celles présentant la borne négative. Après la réalisation du circuit, les câbles électriques sortant du module sont directement connectés aux plaques conductrices électriquement, la borne positive du module avec les plaques de polarité positive et la borne négative du pack avec les plaques de polarité négative.Thus, the electrically conductive plates can be associated with a type of terminal, one plate per set of cells having the positive terminal and likewise for those having the negative terminal. After completion of the circuit, the electrical cables leaving the module are directly connected to the electrically conductive plates, the positive terminal of the module with the positive polarity plates and the negative terminal of the pack with the negative polarity plates.
La plaque non conductrice électriquement 40 permet de faire la liaison hydraulique du liquide réfrigérant et d’isoler le ou les plaques conductrices électriquement. Le liquide réfrigérant est de préférence diélectrique pour ne pas générer de court circuit. De plus, si la plaque non conductrice électriquement 40 est en plastique, il est possible de dimensionner celle dernière de façon à permettre le passage des câbles du pack batterie voire d’autres accessoires.The electrically non-conductive plate 40 makes it possible to make the hydraulic connection of the coolant and to isolate the electrically conductive plate or plates. The coolant is preferably dielectric so as not to generate a short circuit. In addition, if the electrically non-conductive plate 40 is made of plastic, it is possible to size the latter so as to allow the passage of the cables of the battery pack or other accessories.
Il n’est pas nécessaire dans l’exemple des figures 3 et 4 d’utiliser un fluide réfrigérant diélectrique mais il faut prévoir une boucle de circulation isolée afin d'éviter les court circuits électriques entre les bornes positives (en haut / en bas) et les bornes négatives (en bas / en haut).In the example of Figures 3 and 4, it is not necessary to use a dielectric refrigerant, but an isolated circulation loop must be provided in order to avoid electrical short circuits between the positive terminals (top / bottom) and negative terminals (bottom / top).
En variante, il est possible de prévoir en haut deux plaque conductrices 41 chacune étant en contact avec une rangée de bornes 43. Ceci est applicable lorsque les bornes positives de l’une rangées sont en bas, et les bornes positives de l’autre rangée en haut.As a variant, it is possible to provide at the top two conductive plates 41 each being in contact with a row of terminals 43. This is applicable when the positive terminals of one row are at the bottom, and the positive terminals of the other row up.
Dans ce cas, comme illustré sur la figure 5, il est prévu deux plaques conductrices 41 et une plaque isolante 40 assemblée avec ces deux plaques conductrices 41.In this case, as illustrated in FIG. 5, two conductive plates 41 and an insulating plate 40 assembled with these two conductive plates 41 are provided.
La plaque isolante 40 définit deux canaux 50 de fluide avec un passage de jonction 51 entre eux.The insulating plate 40 defines two fluid channels 50 with a junction passage 51 between them.
Des tubulures de raccord de fluide 54 sont prévues sur la plaque 40, formant respectivement une entrée 60 et une sortie de fluide 61.Fluid connection pipes 54 are provided on the plate 40, respectively forming an inlet 60 and a fluid outlet 61.
La face d’échange thermique est formée par les plaques 41, qui sont ici dans un même plan.The heat exchange face is formed by the plates 41, which are here in the same plane.
Les cellules sont disposées verticalement ou horizontalement ou selon une inclinaison donnée.The cells are arranged vertically or horizontally or at a given inclination.
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