FR3145605A1 - Structure with circulation of heat transfer fluid - Google Patents
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Abstract
Titre : Structure à circulation de fluide caloporteur. L’invention a pour objet un dispositif de régulation thermique (1) comprenant une première structure (3) à circulation de fluide caloporteur pour le refroidissement et/ou le chauffage de composants (2), comportant au moins un canal longitudinal (4) de circulation de fluide caloporteur, et présentant une portion (10) conformée de manière à définir au moins un logement de maintien (5) pour loger et maintenir le composant, et le ou les canaux longitudinaux (4) de circulation de fluide caloporteur étant configurés de sorte que son trajet ou leurs trajets parcourent la portion définissant le logement (5) en vue d’échanges thermiques avec le composant logé dans ce logement, le dispositif comprenant en outre au moins une structure intercalaire (20) présentant au moins une première face au contact de la première structure à circulation de fluide caloporteur, ladite structure intercalaire comprenant une seconde face opposée à la première face et étant configurée pour réduire la propagation thermique entre d’une part au moins la première structure à circulation de fluide caloporteur et d’autre part au moins un autre composant situé en regard de la seconde face opposée de la structure intercalaire (20). Figure d’abrégé : Fig. 1Title: Structure with circulation of heat transfer fluid. The invention relates to a thermal regulation device (1) comprising a first structure (3) for circulating heat transfer fluid for cooling and/or heating components (2), comprising at least one longitudinal channel (4) for circulating heat transfer fluid, and having a portion (10) shaped so as to define at least one holding housing (5) for housing and holding the component, and the longitudinal channel(s) (4) for circulating heat transfer fluid being configured so that its path or their paths run through the portion defining the housing (5) for the purpose of heat exchanges with the component housed in this housing, the device further comprising at least one intermediate structure (20) having at least a first face in contact with the first structure for circulating heat transfer fluid, said intermediate structure comprising a second face opposite the first face and being configured to reduce the thermal propagation between on the one hand at least the first structure for circulating heat transfer fluid and on the other hand at least one other component located opposite the first structure. the second opposite face of the intercalary structure (20). Abstract figure: Fig. 1
Description
Le domaine de la présente invention est celui des dispositifs de régulation thermique. La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de régulation thermique comportant des structures à circulation de fluide caloporteur configurées pour être placées au contact de composants dont le fonctionnement est sensible à la température.The field of the present invention is that of thermal regulation devices. The present invention relates more particularly to a thermal regulation device comprising structures with circulation of heat transfer fluid configured to be placed in contact with components whose operation is sensitive to temperature.
Il est connu de nos jours d’équiper des véhicules électriques, thermiques ou hybrides de composants de stockage d’énergie électrique permettant une alimentation électrique des différents éléments du véhicule. Ces composants de stockage d’énergie électrique sont généralement composés de cellules de stockage d’énergie électrique positionnées dans un pack-batterie.It is now known to equip electric, thermal or hybrid vehicles with electrical energy storage components allowing an electrical supply to the various elements of the vehicle. These electrical energy storage components are generally composed of electrical energy storage cells positioned in a battery pack.
Les constructeurs automobiles cherchent aujourd’hui à fournir des véhicules électriques ou hybrides plus puissants, et dont l’autonomie électrique est augmentée. Pour cela, de plus en plus de packs-batterie, et/ou des packs-batterie de plus en plus grand, sont installés sur ces véhicules électriques ou hybrides. Il est connu d’installer l’ensemble ou au moins une partie de ces packs-batterie au niveau du plancher du véhicule, sensiblement sur toute la largeur du véhicule.Today, car manufacturers are looking to provide more powerful electric or hybrid vehicles with increased electric range. To achieve this, more and more battery packs, and/or increasingly larger battery packs, are being installed on these electric or hybrid vehicles. It is known to install all or at least part of these battery packs on the floor of the vehicle, substantially across the entire width of the vehicle.
On comprend que, lors du fonctionnement du véhicule, les packs-batterie peuvent dégager une quantité de chaleur importante et dès lors être soumis à des hausses de température pouvant provoquer dans certains cas leur endommagement, voire leur destruction. Par conséquence, leur refroidissement est essentiel afin de les maintenir en bon état et d’assurer ainsi la fiabilité, l’autonomie et la performance du véhicule. Par ailleurs, le fonctionnement des packs-batterie peut être moins efficace en cas de basses températures, les composants électriques ou électroniques équipant ces packs-batterie ayant alors besoin d’un temps de montée en température avant de fonctionner à plein rendement.It is understood that, during vehicle operation, battery packs can release a significant amount of heat and therefore be subject to temperature increases that can cause them to be damaged or even destroyed in some cases. Consequently, their cooling is essential in order to keep them in good condition and thus ensure the reliability, autonomy and performance of the vehicle. Furthermore, the operation of battery packs can be less efficient in the event of low temperatures, as the electrical or electronic components equipping these battery packs then need time to warm up before operating at full capacity.
Pour ce faire, un ou plusieurs dispositifs de régulation thermique destinés à réguler la température des packs-batterie sont mis en œuvre pour assurer les fonctions de chauffage et/ou de refroidissement des composants électriques ou électroniques à l’intérieur de ces packs-batteries et ainsi optimiser le fonctionnement des différents composants.To do this, one or more thermal regulation devices intended to regulate the temperature of the battery packs are implemented to ensure the heating and/or cooling functions of the electrical or electronic components inside these battery packs and thus optimize the operation of the various components.
Ces dispositifs de régulation thermique sont généralement parcourus par un fluide caloporteur qui peut selon les besoins soit absorber la chaleur émise par chaque pack-batterie afin de le refroidir soit apporter de la chaleur si la température du pack-batterie est insuffisante pour son bon fonctionnement.These thermal regulation devices are generally traversed by a heat transfer fluid which can, depending on requirements, either absorb the heat emitted by each battery pack in order to cool it or provide heat if the temperature of the battery pack is insufficient for its proper operation.
Il est notamment connu, dans des pack-batterie où des cellules de stockage d’énergie électrique sont disposées verticalement les unes à côté des autres de manière à former une pluralité de rangées successives de cellules, d’avoir des dispositifs de régulation thermique présentant un tube disposé entre deux rangées de cellules et au sein de laquelle du fluide caloporteur est apte à circuler. Le contact entre le tube et les cellules permet une évacuation, ou un apport, de calories via le fluide caloporteur. Pour gérer l’arrivée et l’évacuation du fluide caloporteur, une boîte de collecte de fluide est disposée à une extrémité du tube et des conduits d’arrivée et de sortie de fluide caloporteur sont raccordés à cette boîte de collecte. Le fluide caloporteur arrivant par ce conduit d’arrivée se déverse au moins en partie dans le tube via une première chambre de collecte ménagée dans la boîte de collecte, tandis que le fluide sortant du tube, après avoir récupéré des calories par exemple pour baisser la température du pack-batterie, se déverse dans le conduit d’évacuation via une deuxième chambre de collecte ménagée également dans la boîte de collecte.It is known in particular, in battery packs where electrical energy storage cells are arranged vertically next to each other so as to form a plurality of successive rows of cells, to have thermal regulation devices having a tube arranged between two rows of cells and within which heat transfer fluid is able to circulate. The contact between the tube and the cells allows an evacuation, or an input, of calories via the heat transfer fluid. To manage the arrival and evacuation of the heat transfer fluid, a fluid collection box is arranged at one end of the tube and heat transfer fluid inlet and outlet conduits are connected to this collection box. The heat transfer fluid arriving through this inlet pipe flows at least partly into the tube via a first collection chamber provided in the collection box, while the fluid leaving the tube, after having recovered calories for example to lower the temperature of the battery pack, flows into the discharge pipe via a second collection chamber also provided in the collection box.
Les parois des cellules sont généralement réalisées dans un matériau conducteur thermique et/ou présentant une conductivité thermique relativement élevée. Lorsqu’une cellule est si soumise à des températures trop importantes, il y a un risque d'emballement thermique pouvant aller jusqu'à la destruction de la batterie. En effet, si la cellule chauffe trop, par exemple car elle est défectueuse, usée ou trop peu refroidie, elle peut par exemple s’enflammer et ainsi provoquer la montée très rapide en température des autres cellules proches, jusqu’à provoquer la destruction de la batterie, risquant en outre de provoquer une explosion.The cell walls are generally made of a thermally conductive material and/or with relatively high thermal conductivity. When a cell is subjected to such high temperatures, there is a risk of thermal runaway which can lead to the destruction of the battery. Indeed, if the cell heats up too much, for example because it is defective, worn or not cooled enough, it can for example catch fire and thus cause the temperature of other nearby cells to rise very quickly, to the point of destroying the battery, which also risks causing an explosion.
Pour éviter ou limiter la possibilité d’emballement thermique, et le transfert de chaleur d’une cellule à l’autre en cas d’emballement thermique, plusieurs solutions ont été proposés par le passé.To avoid or limit the possibility of thermal runaway, and the transfer of heat from one cell to another in the event of thermal runaway, several solutions have been proposed in the past.
La présente invention vise notamment à améliorer encore la régulation thermique de composants, notamment en augmentant la capacité d’échanges thermiques du dispositif avec les composants à refroidir, tout en limitant le transfert de chaleur d’une cellule à l’autre, notamment en cas d’emballement thermique.The present invention aims in particular to further improve the thermal regulation of components, in particular by increasing the thermal exchange capacity of the device with the components to be cooled, while limiting the transfer of heat from one cell to another, in particular in the event of thermal runaway.
L’invention a ainsi pour objet un dispositif de régulation thermique comprenant une première structure à circulation de fluide caloporteur pour le refroidissement et/ou le chauffage de composants dont le fonctionnement est sensible à la température, ces composants étant notamment destinés au stockage d’énergie et pouvant être des cellules de batterie, la première structure à circulation de fluide caloporteur comportant au moins un canal longitudinal de circulation de fluide caloporteur, notamment une pluralité de canaux longitudinaux de circulation de fluide caloporteur formés les uns à côté des autres, la première structure à circulation de fluide caloporteur présentant une portion conformée de manière à définir au moins un logement de maintien pour loger et maintenir le composant, et le ou les canaux longitudinaux de circulation de fluide caloporteur étant configurés de sorte que son trajet ou leurs trajets parcourent la portion définissant le logement en vue d’échanges thermiques avec le composant logé dans ce logement, le dispositif comprenant en outre au moins une structure intercalaire présentant au moins une première face au contact de la première structure à circulation de fluide caloporteur, ladite structure intercalaire comprenant une seconde face opposée à la première face et étant configurée pour réduire la propagation thermique entre au moins la première structure à circulation de fluide caloporteur et/ou au moins un composant logé dans l’au moins un logement de maintien de la première structure à circulation de fluide caloporteur, et au moins un autre composant et/ou au moins une deuxième structure à circulation de fluide caloporteur situé en regard de la seconde face opposée de la structure intercalaire à la première face en contact avec ladite première structure à circulation de fluide caloporteur.The invention thus relates to a thermal regulation device comprising a first heat transfer fluid circulation structure for cooling and/or heating components whose operation is sensitive to temperature, these components being in particular intended for energy storage and possibly being battery cells, the first heat transfer fluid circulation structure comprising at least one longitudinal heat transfer fluid circulation channel, in particular a plurality of longitudinal heat transfer fluid circulation channels formed next to each other, the first heat transfer fluid circulation structure having a portion shaped so as to define at least one holding housing for housing and holding the component, and the longitudinal heat transfer fluid circulation channel(s) being configured so that its path or their paths run through the portion defining the housing for the purpose of heat exchanges with the component housed in this housing, the device further comprising at least one intermediate structure having at least a first face in contact with the first heat transfer fluid circulation structure, said intermediate structure comprising a second face opposite the first face and being configured to reduce thermal propagation between at least the first heat transfer fluid circulation structure and/or at least one component housed in the at least one housing for holding the first heat transfer fluid circulation structure, and at least one other component and/or at least one second heat transfer fluid circulation structure located opposite the second face opposite the intermediate structure to the first face in contact with said first heat transfer fluid circulation structure.
Grâce à l’invention, le ou les logements de maintien servent non seulement à maintenir le ou les composants à refroidir/chauffer, mais également à augmenter la surface d’échange thermique au contact des composants à refroidir/chauffer, et peut notamment définir un entraxe entre des rangées de composants.Thanks to the invention, the holding housing(s) serve not only to hold the component(s) to be cooled/heated, but also to increase the heat exchange surface in contact with the components to be cooled/heated, and can in particular define a center distance between rows of components.
Dans le même temps, l’invention permet astucieusement de séparer thermiquement les cellules refroidies, par exemple une rangée de cellules, d’un autre composant, par exemple une autre rangée de cellules, sans perdre en capacité de refroidissement.At the same time, the invention cleverly makes it possible to thermally separate the cooled cells, for example a row of cells, from another component, for example another row of cells, without losing cooling capacity.
L’invention permet notamment une plus grande surface de contact entre le pourtour du composant, par exemple d’une cellule cylindrique de batterie, avec la structure à circulation de fluide caloporteur, permettant d’améliorer jusqu’à environ 500 fois la conductivité thermique par rapport au cas classique d’un contact de la cellule de batterie avec un tube plat.The invention allows in particular a larger contact surface between the periphery of the component, for example of a cylindrical battery cell, with the heat transfer fluid circulation structure, making it possible to improve the thermal conductivity by up to approximately 500 times compared to the conventional case of contact of the battery cell with a flat tube.
L’invention permet ainsi de garantir de bonnes performances thermiques et de sécurité, sans avoir à accroître le poids de l’ensemble, ce qui est très positif en termes d’empreinte carbone.The invention thus makes it possible to guarantee good thermal and safety performance, without having to increase the weight of the assembly, which is very positive in terms of carbon footprint.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire présente une résistance thermique au moins 500 fois supérieure à celle de la structure à circulation de fluide caloporteur.According to one aspect of the invention, the intermediate structure has a thermal resistance at least 500 times greater than that of the structure with circulation of heat transfer fluid.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire (20) comporte une pluralité de canaux longitudinaux formés les uns à côté des autres, étant notamment un tube extrudé avec la pluralité de canaux en son sein définissant les canaux longitudinaux de la structure intercalaire.According to one aspect of the invention, the intermediate structure (20) comprises a plurality of longitudinal channels formed next to each other, being in particular an extruded tube with the plurality of channels therein defining the longitudinal channels of the intermediate structure.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire (20) comprend des canaux contenant un matériau à changement de phase.According to one aspect of the invention, the intercalary structure (20) comprises channels containing a phase change material.
Le matériau à changement de phase, ou ses paramètres, est choisi pour changer de phase lorsque la température de l’au moins un composant est supérieure à une valeur prédéterminée, notamment lors d’un emballement thermique dudit composant.The phase change material, or its parameters, is chosen to change phase when the temperature of the at least one component is higher than a predetermined value, in particular during thermal runaway of said component.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire (20) comprend des canaux contenant un matériau à changement de phase de type changement solide/liquide, notamment de type inorganique tel que des sels hydratés.According to one aspect of the invention, the intercalary structure (20) comprises channels containing a phase change material of the solid/liquid change type, in particular of the inorganic type such as hydrated salts.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire (20) comprend un matériau à changement de phase de type solide-solide notamment des structures polyéthylène-glycol avec une température de changement de phase de préférence comprise entre 80°C et 180°C.According to one aspect of the invention, the intermediate structure (20) comprises a solid-solid phase change material, in particular polyethylene glycol structures with a phase change temperature preferably between 80°C and 180°C.
Ainsi, le matériau à changement de phase est susceptible d’engager une transition d’une phase solide (Cristallin ou semi-cristallin) vers une autre phase solide (cristalline, semi-cristalline ou amorphe) associée à une libération ou une absorption d'énergie.Thus, the phase change material is likely to initiate a transition from one solid phase (crystalline or semi-crystalline) to another solid phase (crystalline, semi-crystalline or amorphous) associated with a release or absorption of energy.
Cette configuration permet avantageusement d’éviter l’encapsulation du matériau.This configuration advantageously makes it possible to avoid encapsulation of the material.
En outre, une couche d’un écran anti-rayonnement peut être ajoutée à la structure intercalaire afin d’assurer une isolation contre les rayonnements thermiques lors d’un emballement thermique d’une cellule et donc éviter la propagation aux autres cellules.In addition, a layer of radiation shielding can be added to the interlayer structure to provide insulation against thermal radiation during thermal runaway of a cell and thus prevent propagation to other cells.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire (20) comprend un matériau à faible conductivité thermique, notamment du mica et/ou du silicone, ou un matériau composite à base de mica, de préférence entre 60% à 95% w/w, et de résine silicone, de préférence entre 5% et 40% w/w, de préférence au moins une feuille de mica.According to one aspect of the invention, the intercalary structure (20) comprises a material with low thermal conductivity, in particular mica and/or silicone, or a composite material based on mica, preferably between 60% and 95% w/w, and silicone resin, preferably between 5% and 40% w/w, preferably at least one mica sheet.
Avantageusement, la présence d’une feuille de type Mica et/ou de silicone permet d’assurer une isolation électrique et une faible conductivité thermique.Advantageously, the presence of a Mica and/or silicone type sheet provides electrical insulation and low thermal conductivity.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire comprend une âme en Mica de préférence présentant une épaisseur comprise entre 0.1 et 1 mm, l’âme étant revêtue d’une feuille d’aluminium lisse ou gaufrée présentant une épaisseur comprise entre 0.05 et 0.5 mm.According to one aspect of the invention, the intermediate structure comprises a Mica core preferably having a thickness of between 0.1 and 1 mm, the core being coated with a smooth or embossed aluminum sheet having a thickness of between 0.05 and 0.5 mm.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire comprend une âme en céramique, l’âme étant revêtue d’une feuille d’aluminium lisse ou gaufrée. La structure intercalaire agit alors comme un écran thermique semblable à ceux des pots d’échappements de véhicules.According to one aspect of the invention, the interlayer structure comprises a ceramic core, the core being coated with a smooth or embossed aluminum sheet. The interlayer structure then acts as a heat shield similar to those of vehicle exhaust pipes.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire est réalisée en plastique et comprend en outre au moins une feuille de mica.According to one aspect of the invention, the intermediate structure is made of plastic and further comprises at least one mica sheet.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire comprend en outre sur la face opposée à la face en contact avec la structure à circulation de fluide caloporteur, un bouclier thermique.According to one aspect of the invention, the intermediate structure further comprises, on the face opposite the face in contact with the heat transfer fluid circulation structure, a heat shield.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire comprend en outre sur la seconde face opposée à la première face en contact avec la première structure à circulation de fluide caloporteur, une deuxième structure à circulation de fluide caloporteur, la deuxième structure à circulation de fluide caloporteur étant configurée pour réguler la température d’au moins un composant situé en regard de la seconde face de la structure intercalaire.According to one aspect of the invention, the intermediate structure further comprises on the second face opposite the first face in contact with the first heat transfer fluid circulation structure, a second heat transfer fluid circulation structure, the second heat transfer fluid circulation structure being configured to regulate the temperature of at least one component located opposite the second face of the intermediate structure.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’au moins une structure à circulation de fluide caloporteur est fixée à la face de la structure intercalaire par l’intermédiaire d’un adhésif, d’une soudure plastique.According to one aspect of the invention, the at least one heat transfer fluid circulation structure is fixed to the face of the intermediate structure by means of an adhesive or plastic welding.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’au moins une structure à circulation de fluide caloporteur comporte une pluralité de canaux longitudinaux de circulation de fluide caloporteur formés les uns à côté des autres, étant notamment un tube extrudé avec la pluralité de canaux en son sein ou comportant un faisceau de fibres creuses, notamment réalisées en matériau polymère, définissant les canaux longitudinaux de circulation de fluide caloporteur de la structure à circulation de fluide caloporteur.According to one aspect of the invention, the at least one heat transfer fluid circulation structure comprises a plurality of longitudinal heat transfer fluid circulation channels formed next to each other, being in particular an extruded tube with the plurality of channels within it or comprising a bundle of hollow fibers, in particular made of polymer material, defining the longitudinal heat transfer fluid circulation channels of the heat transfer fluid circulation structure.
Selon l’un des aspects de l’invention, le logement de maintien est formé entre deux ondulations adjacentes de la structure à circulation de fluide caloporteur.According to one aspect of the invention, the holding housing is formed between two adjacent corrugations of the heat transfer fluid circulation structure.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire est tangente à une succession d’ondulations de la structure à circulation de fluide caloporteur.According to one aspect of the invention, the intermediate structure is tangent to a succession of undulations of the heat transfer fluid circulation structure.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure à circulation de fluide caloporteur présente une forme en nappe conformée de manière à définir le logement de maintien.According to one aspect of the invention, the heat transfer fluid circulation structure has a sheet shape shaped so as to define the holding housing.
Selon l’un des aspects de l’invention, le logement de maintien présente une forme générale cylindrique.According to one aspect of the invention, the holding housing has a generally cylindrical shape.
Selon l’un des aspects de l’invention, le logement de maintien s’étend depuis un bord longitudinal de la structure à circulation de fluide caloporteur, à un bord longitudinal opposé de cette structure, ces bords opposés étant notamment parallèles entre eux.According to one aspect of the invention, the holding housing extends from a longitudinal edge of the heat transfer fluid circulation structure to an opposite longitudinal edge of this structure, these opposite edges being in particular parallel to each other.
Selon l’un des aspects de l’invention, le tronçon de la structure à circulation de fluide caloporteur qui définit le logement de maintien est parcouru par certains au moins des canaux longitudinaux de circulation de fluide caloporteur, canaux qui enveloppent le composant sur une partie de pourtour, de sorte à refroidir et/ou chauffer le composant maintenu dans le logement de maintien.According to one aspect of the invention, the section of the heat transfer fluid circulation structure which defines the holding housing is traversed by at least some of the longitudinal heat transfer fluid circulation channels, channels which envelop the component over a portion of the perimeter, so as to cool and/or heat the component held in the holding housing.
Selon l’un des aspects de l’invention, les canaux longitudinaux de circulation de fluide caloporteur s’étendent perpendiculairement à l’axe du logement de maintien.According to one aspect of the invention, the longitudinal heat transfer fluid circulation channels extend perpendicular to the axis of the holding housing.
Selon l’un des aspects de l’invention, le logement de maintien présente, en vue de profil, une forme en C.According to one aspect of the invention, the holding housing has, in profile view, a C shape.
Selon l’un des aspects de l’invention, le profil en C épouse la forme du composant. Ainsi on maximise la surface d’échange thermique entre la structure et le composant, ce qui assure un refroidissement/chauffage efficace. Le profil en C peut envelopper le pourtour de la cellule de batterie sur au moins 180°, ou au moins 200° ou au moins 270°.According to one aspect of the invention, the C-profile matches the shape of the component. This maximizes the heat exchange surface between the structure and the component, which ensures efficient cooling/heating. The C-profile can wrap around the perimeter of the battery cell by at least 180°, or at least 200° or at least 270°.
Selon l’un des aspects de l’invention, le logement de maintien comporte une fente d’insertion définie entre deux bandes parallèles et distantes de la structure à circulation de fluide caloporteur.According to one aspect of the invention, the holding housing comprises an insertion slot defined between two parallel and spaced strips of the heat transfer fluid circulation structure.
Selon l’un des aspects de l’invention, cette fente d’insertion s’étend tout le long du logement recevant le composant.According to one aspect of the invention, this insertion slot extends along the entire length of the housing receiving the component.
Selon l’un des aspects de l’invention, lors de l’insertion du composant à travers cette fente d’insertion, ces deux bandes de la structure à circulation de fluide caloporteur de part et d’autre de la fente, s’écartent l’une de l’autre par une légère élasticité donnée par la forme de la structure, avant de se rapprocher de nouveau, une fois le composant inséré dans le logement. La structure à circulation de fluide caloporteur définit ainsi une sorte de clip qui permet d’abord d’insérer puis d’emprisonner le composant dans le logement.According to one aspect of the invention, when inserting the component through this insertion slot, these two strips of the heat transfer fluid circulation structure on either side of the slot move apart from each other by a slight elasticity given by the shape of the structure, before moving closer together again, once the component is inserted into the housing. The heat transfer fluid circulation structure thus defines a sort of clip which firstly allows the component to be inserted and then trapped in the housing.
Dans une variante de l’invention, le logement est configuré de sorte que le composant puisse y être inséré seulement par le dessus ou le dessous du logement, et non par une fente s’étendant le long de la hauteur du logement.In one embodiment of the invention, the housing is configured such that the component can be inserted therein only from above or below the housing, and not through a slot extending along the height of the housing.
Selon l’un des aspects de l’invention, le logement de maintien est formé entre deux ondulations adjacentes de la structure à circulation de fluide caloporteur. On note que ces ondulations sont des portions au sens de l’invention, conformées de manière à définir au moins un logement de maintien.According to one aspect of the invention, the holding housing is formed between two adjacent corrugations of the heat transfer fluid circulation structure. It is noted that these corrugations are portions within the meaning of the invention, shaped so as to define at least one holding housing.
Selon l’un des aspects de l’invention, chacune de ces ondulations de la structure présente, en vue de profil, une forme en lettre grecque Oméga, à savoir avec une base à deux branches et, à son sommet, une tête arrondie.According to one aspect of the invention, each of these undulations of the structure has, in profile view, a shape in the shape of the Greek letter Omega, namely with a two-branched base and, at its top, a rounded head.
Selon l’un des aspects de l’invention, les canaux longitudinaux parcourent ainsi successivement l’une de ces ondulations, en suivant un trajet imposé par la forme de lettre grecque Oméga, puis l’autre de ces ondulations, en suivant un trajet imposé par la forme de lettre grecque Oméga de cette ondulation. On comprend que ces canaux longitudinaux ne sont pas rectilignes, à savoir ils ne suivent pas une droite géométrique. Ces canaux longitudinaux suivent un parcours, entre leurs entrées et leurs sorties de fluide caloporteur, avec des formes variées, comme des arcs de cercle et/ou des concavités/convexités.According to one aspect of the invention, the longitudinal channels thus successively travel along one of these undulations, following a path imposed by the shape of the Greek letter Omega, then the other of these undulations, following a path imposed by the shape of the Greek letter Omega of this undulation. It is understood that these longitudinal channels are not rectilinear, namely they do not follow a geometric straight line. These longitudinal channels follow a path, between their heat transfer fluid inlets and outlets, with varied shapes, such as circular arcs and/or concavities/convexities.
Les ondulations peuvent avoir des profils différents d’une forme en lettre grecque Oméga.The ripples can have profiles different from a Greek letter Omega shape.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure en forme de nappe comprend une succession d’ondulations définissant une succession de logements de maintien pour le maintien d’une pluralité de composants, notamment disposés parallèlement les uns aux autres.According to one aspect of the invention, the sheet-shaped structure comprises a succession of undulations defining a succession of holding housings for holding a plurality of components, in particular arranged parallel to each other.
La structure à circulation de fluide caloporteur apparaît ainsi comme une nappe avec des plis qui définissent des ondulations entre lesquelles sont maintenus les composants.The heat transfer fluid circulation structure thus appears as a sheet with folds which define undulations between which the components are held.
Selon l’un des aspects de l’invention, les ondulations, toutes identiques, sont espacées les unes des autres avec un pas constant.According to one aspect of the invention, the undulations, all identical, are spaced from each other with a constant pitch.
Selon l’un des aspects de l’invention, les ondulations de la structure présentent des bases qui sont tangents à un plan géométrique.According to one aspect of the invention, the undulations of the structure have bases which are tangent to a geometric plane.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’une au moins des ondulations de la structure comporte, à son sommet, une tête présentant une forme venant en contact avec un composant. Ce composant fait notamment partie d’une rangée de composants autre que la rangée de composants qui sont refroidis/chauffés par la base des ondulations. Ainsi les ondulations peuvent servir à refroidir deux rangées parallèles de composants.According to one aspect of the invention, at least one of the corrugations of the structure comprises, at its top, a head having a shape coming into contact with a component. This component is in particular part of a row of components other than the row of components which are cooled/heated by the base of the corrugations. Thus the corrugations can be used to cool two parallel rows of components.
Selon l’un des aspects de l’invention, la tête de l’ondulation peut présenter une forme concave épousant une zone de contour d’un composant.According to one aspect of the invention, the head of the corrugation may have a concave shape matching a contour area of a component.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure à circulation de fluide caloporteur comprend un faisceau de fibres creuses, notamment réalisées en matériau polymère, définissant les canaux longitudinaux de circulation de fluide caloporteur.According to one aspect of the invention, the heat transfer fluid circulation structure comprises a bundle of hollow fibers, in particular made of polymer material, defining the longitudinal heat transfer fluid circulation channels.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces fibres sont imprégnées de résine, de préférence choisies parmi les résines thermodurcissables telles que le PDCPD, Epoxy, Polyimide, Silicone, Polyuréthane, et les résines thermoplastiques, telles que les résines phénol-formaldéhyde PF, Polyamide, PA, Polyéthylène PE.According to one aspect of the invention, these fibers are impregnated with resin, preferably chosen from thermosetting resins such as PDCPD, Epoxy, Polyimide, Silicone, Polyurethane, and thermoplastic resins, such as phenol-formaldehyde resins PF, Polyamide, PA, Polyethylene PE.
Ainsi, le fluide caloporteur circule à l'intérieur de ces fibres de manière à ce que la surface d'échange thermique soit élevée. La matrice d’imprégnation dans laquelle se trouvent les fibres présente avantageusement une conductivité thermique adéquate pour garantir le transfert thermique vers les composants à refroidir/chauffer.Thus, the heat transfer fluid circulates inside these fibers so that the heat exchange surface is high. The impregnation matrix in which the fibers are located advantageously has adequate thermal conductivity to guarantee heat transfer to the components to be cooled/heated.
La fabrication de la structure à circulation de fluide caloporteur avec fibres fait intervenir une étape de placement des fibres en fonction du profil requis pour la structure, et de l'enrobage/imprégnation ultérieur de la matrice.The manufacture of the heat transfer fluid circulation structure with fibers involves a step of placing the fibers according to the profile required for the structure, and the subsequent coating/impregnation of the matrix.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure à circulation de fluide caloporteur comprend un tube extrudé avec les canaux en son sein. Les tubes extrudés peuvent être réalisés en Métal par exemple de l’aluminium ou en plastique tels que le PVC, Nitrile, POM, PS, ABS, TPE, SEBS, PU.According to one aspect of the invention, the heat transfer fluid circulation structure comprises an extruded tube with the channels therein. The extruded tubes can be made of metal, for example aluminum, or plastic such as PVC, Nitrile, POM, PS, ABS, TPE, SEBS, PU.
Dans ce cas, les canaux sont formés lors de l’extrusion.In this case, the channels are formed during extrusion.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire est tangente à la succession d’ondulations de la structure à circulation de fluide caloporteur.According to one aspect of the invention, the intermediate structure is tangent to the succession of undulations of the heat transfer fluid circulation structure.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire est tangente aux bases des ondulations de la structure à circulation de fluide caloporteur.According to one aspect of the invention, the intermediate structure is tangent to the bases of the corrugations of the heat transfer fluid circulation structure.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure à circulation de fluide caloporteur présente des bords longitudinaux parallèles à des bords longitudinaux de la structure intercalaire.According to one aspect of the invention, the heat transfer fluid circulation structure has longitudinal edges parallel to longitudinal edges of the intermediate structure.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure à circulation de fluide caloporteur est disposée entre deux structures intercalaires.According to one aspect of the invention, the heat transfer fluid circulation structure is arranged between two intermediate structures.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque structure intercalaire est en contact avec une structure à circulation de fluide caloporteur.According to one aspect of the invention, each intermediate structure is in contact with a structure for circulating heat transfer fluid.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque structure intercalaire est en contact, sur chacune de ces faces, avec une structure à circulation de fluide caloporteur.According to one aspect of the invention, each intermediate structure is in contact, on each of these faces, with a structure for circulating heat transfer fluid.
Selon l’un des aspects de l’invention, deux structures à circulation de fluide caloporteur sont disposées côte à côte, notamment avec un décalage de sorte qu’une ondulation de l’une des structures se trouve entre deux ondulations de la structure voisine, pour maintenir et refroidir/chauffer chacune une rangée de composants.According to one aspect of the invention, two heat transfer fluid circulation structures are arranged side by side, in particular with an offset so that a corrugation of one of the structures is located between two corrugations of the neighboring structure, to each maintain and cool/heat a row of components.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque structure à circulation de fluide caloporteur est configurée pour refroidir/chauffer la rangée de composants qu’elle loge, et également une rangée voisine, par contact d’ondulations de cette structure avec la rangée voisine.According to one aspect of the invention, each heat transfer fluid circulation structure is configured to cool/heat the row of components that it houses, and also a neighboring row, by contact of corrugations of this structure with the neighboring row.
Ainsi chaque structure à circulation de fluide caloporteur contribue au refroidissement/chauffage de deux rangées voisines de composants.Thus each structure with heat transfer fluid circulation contributes to the cooling/heating of two neighboring rows of components.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces structures à circulation de fluide caloporteur côte à côte, pour refroidir/chauffer deux rangées parallèles, sont placées ensemble entre deux structures intercalaires, notamment deux structure intercalaires parallèles.According to one aspect of the invention, these structures with side-by-side circulation of heat transfer fluid, for cooling/heating two parallel rows, are placed together between two intermediate structures, in particular two parallel intermediate structures.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire est plane.According to one aspect of the invention, the intermediate structure is planar.
En variante, la structure intercalaire est galbée.Alternatively, the intermediate structure is curved.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire est un tube extrudé avec une pluralité de canaux en son sein.According to one aspect of the invention, the intercalary structure is an extruded tube with a plurality of channels therein.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure intercalaire comporte un faisceau de fibres creuses, notamment réalisées en matériau polymère, définissant des canaux longitudinaux de la structure intercalaire.According to one aspect of the invention, the intermediate structure comprises a bundle of hollow fibers, in particular made of polymer material, defining longitudinal channels of the intermediate structure.
On entend par un faisceau de fibres creuses, notamment un ensemble de fibres creuses de préférence connectées à un même organe d’alimentation de fluide.A bundle of hollow fibers is understood to mean, in particular, a set of hollow fibers preferably connected to the same fluid supply member.
Deux faisceaux de fibres sont ainsi deux ensembles de fibres creuses associés chacun à organe d’alimentation de fluide caloporteur qui lui est propre.Two bundles of fibers are thus two sets of hollow fibers each associated with its own heat transfer fluid supply organ.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de régulation thermique comporte un faisceau de fibres creuses dédié à chacune des structures à circulation de fluide caloporteur.According to one aspect of the invention, the thermal regulation device comprises a bundle of hollow fibers dedicated to each of the structures for circulation of heat transfer fluid.
Dans ce cas, plusieurs faisceaux de fibres creuses sont prévus.In this case, several bundles of hollow fibers are provided.
En variante, la structure intercalaire est un tube plein, sans canaux de circulation de fluide caloporteur.Alternatively, the intermediate structure is a solid tube, without heat transfer fluid circulation channels.
Dans ce cas, la structure intercalaire participe principalement à la tenue mécanique de l’ensemble.In this case, the intermediate structure mainly contributes to the mechanical strength of the assembly.
Selon l’un des aspects de l’invention, le ou les structures à circulation de fluide caloporteur et le ou les structures intercalaires sont des pièces distinctes assemblées, par exemple collées, ensemble.According to one aspect of the invention, the heat transfer fluid circulation structure(s) and the intermediate structure(s) are separate parts assembled, for example glued, together.
Selon un autre des aspects de l’invention, le ou les structures à circulation de fluide caloporteur sont réalisés par un procédé de type RIM (signifiant en anglais « Reaction Injection Molding).According to another aspect of the invention, the heat transfer fluid circulation structure(s) are produced by a RIM (Reaction Injection Molding) type process.
L’invention concerne aussi un module comprenant au moins un dispositif de régulation thermique tel que décrit précédemment, et des composants maintenus dans les logements de maintien de la structure à circulation de fluide caloporteur.The invention also relates to a module comprising at least one thermal regulation device as described above, and components held in the holding housings of the heat transfer fluid circulation structure.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces composants sont des cellules de batterie de forme cylindrique.According to one aspect of the invention, these components are cylindrical battery cells.
Selon l’un des aspects de l’invention, au moins 50%, voire 55% ou 75%, de la superficie du pourtour du composant, par exemple d’une cellule cylindrique de batterie, est en contact avec le logement de maintien (5) de la structure (3) à circulation de fluide caloporteur.According to one aspect of the invention, at least 50%, or even 55% or 75%, of the surface area of the periphery of the component, for example of a cylindrical battery cell, is in contact with the holding housing (5) of the structure (3) with circulation of heat transfer fluid.
Selon l’un des aspects de l’invention, les cellules de batterie sont de type lithium-ion.According to one aspect of the invention, the battery cells are of the lithium-ion type.
Le fluide caloporteur est par exemple de l’eau glycolée.The heat transfer fluid is, for example, glycolated water.
L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un dispositif de régulation thermique, comportant les étapes suivantes :
- fournir au moins une structure à circulation de fluide caloporteur présentant une portion conformée de manière à définir au moins un logement de maintien pour loger et maintenir un composant, et comportant un ou plusieurs canaux longitudinaux de circulation de fluide caloporteur configurés de sorte que son trajet ou leurs trajets parcourent la portion définissant le logement en vue d’échanges thermiques avec le composant logé dans ce logement, le ou les canaux longitudinaux de circulation de fluide caloporteur étant définis par une ou plusieurs fibres creuses,
- fournir au moins une structure intercalaire telle que décrite précédemment, cette structure intercalaire étant en contact avec la structure à circulation de fluide caloporteur,
- assembler la structure à circulation de fluide caloporteur à la structure intercalaire, notamment par collage ou soudage.The invention also relates to a method of manufacturing a thermal regulation device, comprising the following steps:
- providing at least one heat transfer fluid circulation structure having a portion shaped so as to define at least one holding housing for housing and holding a component, and comprising one or more longitudinal heat transfer fluid circulation channels configured so that its path or their paths run through the portion defining the housing for the purpose of heat exchanges with the component housed in this housing, the longitudinal heat transfer fluid circulation channel(s) being defined by one or more hollow fibers,
- provide at least one intermediate structure as described above, this intermediate structure being in contact with the heat transfer fluid circulation structure,
- assemble the heat transfer fluid circulation structure to the intermediate structure, in particular by gluing or welding.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the description which follows on the one hand, and several examples of embodiment given for informational and non-limiting purposes with reference to the attached schematic drawings on the other hand, in which:
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.The features, variants and different embodiments of the invention may be combined with each other, in various combinations, to the extent that they are not incompatible or mutually exclusive. In particular, variants of the invention may be imagined comprising only a selection of features described below in isolation from the other features described, if this selection of features is sufficient to confer a technical advantage and/or to differentiate the invention from the prior art.
On a représenté, sur les figures 1 et 2, un module 100 comprenant un dispositif de régulation thermique 1, et des composants 2, ici des cellules de batterie d’un véhicule automobile. Ces cellules de batterie 2, de forme cylindrique, sont de type lithium-ion. D’autres types de batterie peuvent bien entendu être envisagés.Figures 1 and 2 show a module 100 comprising a thermal regulation device 1, and components 2, here battery cells of a motor vehicle. These battery cells 2, of cylindrical shape, are of the lithium-ion type. Other types of battery can of course be envisaged.
Les cellules 2 sont disposées suivant des rangées parallèles.Cells 2 are arranged in parallel rows.
Le dispositif de régulation thermique 1 comporte une pluralité de structures 3 à circulation de fluide caloporteur configurées pour être assemblées, chaque structure 3 à circulation de fluide caloporteur comportant une pluralité de canaux longitudinaux 4 de circulation de fluide caloporteur formés les uns à côté des autres.The thermal regulation device 1 comprises a plurality of heat transfer fluid circulation structures 3 configured to be assembled, each heat transfer fluid circulation structure 3 comprising a plurality of longitudinal heat transfer fluid circulation channels 4 formed next to each other.
Chaque structure 3 à circulation de fluide caloporteur présente une forme en nappe conformée de manière à définir une pluralité de logements de maintien 5 pour chacun loger et maintenir l’une des cellules 2, et les canaux longitudinaux 4 de circulation de fluide caloporteur sont configurés de sorte que leurs trajets soient adjacents au logement 5 en vue d’échanges thermiques avec la cellule 2 logée dans ce logement 5.Each heat transfer fluid circulation structure 3 has a sheet shape shaped so as to define a plurality of holding housings 5, each for housing and holding one of the cells 2, and the longitudinal heat transfer fluid circulation channels 4 are configured so that their paths are adjacent to the housing 5 for the purpose of heat exchanges with the cell 2 housed in this housing 5.
Le fluide caloporteur est par exemple de l’eau glycolée.The heat transfer fluid is, for example, glycolated water.
Les logements de maintien 5 servent non seulement à maintenir les cellules 2 à refroidir/chauffer, mais également à augmenter la surface d’échange thermique au contact des cellules 2, et à définir un entraxe entre des rangées de cellules 2.The holding housings 5 serve not only to hold the cells 2 to be cooled/heated, but also to increase the heat exchange surface in contact with the cells 2, and to define a center distance between rows of cells 2.
Les logements de maintien 5 présentent chacun une forme générale cylindrique d’axe Z, et s’étendent depuis un bord longitudinal 6 d’axe X de la structure 3 à circulation de fluide caloporteur, à un bord longitudinal 7 opposé de cette structure 3, ces bords opposés 6 et 7 étant parallèles entre eux.The holding housings 5 each have a generally cylindrical shape with axis Z, and extend from a longitudinal edge 6 with axis X of the structure 3 with circulation of heat transfer fluid, to an opposite longitudinal edge 7 of this structure 3, these opposite edges 6 and 7 being parallel to each other.
Les logements de maintien 5 successifs sont parcourus, les uns après les autres, par les canaux longitudinaux 4 de circulation de fluide caloporteur, canaux qui enveloppent chaque cellule 2 sur une partie de pourtour, de sorte à refroidir et/ou chauffer chaque cellule 2 maintenue dans le logement de maintien 5 associé.The successive holding housings 5 are traversed, one after the other, by the longitudinal channels 4 for circulation of heat transfer fluid, channels which envelop each cell 2 on a part of the perimeter, so as to cool and/or heat each cell 2 held in the associated holding housing 5.
Les canaux longitudinaux 4 de circulation de fluide caloporteur s’étendent perpendiculairement à l’axe Z des logements de maintien 5.The longitudinal channels 4 for circulating heat transfer fluid extend perpendicular to the Z axis of the holding housings 5.
Chaque logement de maintien 5 présente, en vue de profil, une forme en C, définissant une fente d’insertion 8 de la cellule 2 dans le logement 5.Each holding housing 5 has, in profile view, a C shape, defining an insertion slot 8 for the cell 2 in the housing 5.
Le profil en C épouse la forme de la cellule 2. Ainsi on maximise la surface d’échange thermique entre la structure 3 et de la cellule 2, ce qui assure un refroidissement/chauffage efficace. Le profil en C peut envelopper le pourtour de la cellule de batterie 2 sur au moins 180°, ou au moins 200° ou au moins 270°.The C-profile fits the shape of the cell 2. This maximizes the heat exchange surface between the structure 3 and the cell 2, which ensures efficient cooling/heating. The C-profile can wrap around the perimeter of the battery cell 2 by at least 180°, or at least 200° or at least 270°.
La fente d’insertion 8 s’étend suivant l’axe Z, tout le long du logement 5.The insertion slot 8 extends along the Z axis, along the entire length of the housing 5.
Chaque fente d’insertion 8 est définie entre deux bandes 9 parallèles et distantes de la structure 3.Each insertion slot 8 is defined between two parallel and distant strips 9 of the structure 3.
Lors de l’insertion de la cellule 2 à travers cette fente d’insertion 8, ces deux bandes 9 s’écartent l’une de l’autre par une légère élasticité donnée par la forme de la structure 3, avant de se rapprocher de nouveau, une fois la cellule 2 insérée dans le logement 5. La structure 3 définit ainsi une sorte de clip qui permet d’abord d’insérer puis d’emprisonner la cellule 2 dans le logement.When inserting the cell 2 through this insertion slot 8, these two strips 9 move away from each other by a slight elasticity given by the shape of the structure 3, before moving closer together again, once the cell 2 is inserted into the housing 5. The structure 3 thus defines a sort of clip which firstly allows the cell 2 to be inserted and then imprisoned in the housing.
Chaque logement de maintien 5 est formé entre deux ondulations 10 adjacentes de la structure 3 à circulation de fluide caloporteur.Each holding housing 5 is formed between two adjacent corrugations 10 of the structure 3 with circulation of heat transfer fluid.
Chacune de ces ondulations 10 présente, en vue de profil, une forme en lettre grecque Oméga, à savoir avec une base 11 à deux branches 12 et, à son sommet, une tête arrondie 14.Each of these undulations 10 has, in profile view, a shape in the shape of a Greek letter Omega, namely with a base 11 with two branches 12 and, at its summit, a rounded head 14.
Les canaux longitudinaux 4 parcourent ainsi successivement l’une de ces ondulations 10, en suivant un trajet imposé par la forme de lettre grecque Oméga, puis l’autre de ces ondulations 10, en suivant un trajet imposé par la forme de lettre grecque Oméga de cette ondulation.The longitudinal channels 4 thus successively travel along one of these undulations 10, following a path imposed by the shape of the Greek letter Omega, then the other of these undulations 10, following a path imposed by the shape of the Greek letter Omega of this undulation.
Les ondulations 10 peuvent avoir des profils différents d’une forme en lettre grecque Oméga.The 10 waves can have profiles different from a Greek letter Omega shape.
La structure 3 en forme de nappe comprend ainsi une succession d’ondulations 10 définissant une succession de logements de maintien 5.The sheet-shaped structure 3 thus comprises a succession of undulations 10 defining a succession of holding housings 5.
La structure 3 à circulation de fluide caloporteur apparaît ainsi comme une nappe avec des plis qui définissent des ondulations entre lesquelles sont maintenus les cellules 2.The structure 3 with circulation of heat transfer fluid thus appears as a sheet with folds which define undulations between which the cells 2 are held.
Dans l’exemple décrit, les ondulations 10, toutes identiques, sont espacées les unes des autres avec un pas constant. Dans certains modes de réalisation alternatifs non représentés, les ondulations 10 présentent un pas variable.In the example described, the corrugations 10, all identical, are spaced from each other with a constant pitch. In certain alternative embodiments not shown, the corrugations 10 have a variable pitch.
Les ondulations 10 de la structure présentent des bases 11 qui sont tangents à un plan géométrique PG.The undulations 10 of the structure have bases 11 which are tangent to a geometric plane PG.
Dans l’exemple illustré aux figures 1 et 2, les ondulations 10 de la structure 3 comportent, à leurs sommets, une tête arrondie 14, concave du côté de la base 11, qui touche une cellule 2 de la rangée voisine le long d’une ligne de contact.In the example illustrated in figures 1 and 2, the corrugations 10 of the structure 3 comprise, at their peaks, a rounded head 14, concave on the side of the base 11, which touches a cell 2 of the neighboring row along a contact line.
Dans une variante de l’invention, les ondulations 10 de la structure 3 comportent, à leurs sommets, une tête 15 présentant une forme arrondie, concave du côté d’une cellule 2 voisine (donc à l’opposé de la base 11), venant épouser cette cellule 2 qui fait partie d’une rangée de cellules autre que la rangée de cellules qui sont refroidies/chauffées par la base 11 des ondulations 10. Ainsi les ondulations 10 peuvent servir à refroidir deux rangées parallèles de cellules.In a variant of the invention, the corrugations 10 of the structure 3 comprise, at their peaks, a head 15 having a rounded shape, concave on the side of a neighboring cell 2 (therefore opposite the base 11), coming to fit this cell 2 which is part of a row of cells other than the row of cells which are cooled/heated by the base 11 of the corrugations 10. Thus the corrugations 10 can be used to cool two parallel rows of cells.
Dans l’exemple décrit, la structure 3 à circulation de fluide caloporteur comprend des faisceaux de fibres creuses 17, notamment réalisées en matériau polymère, définissant les canaux longitudinaux 4 de circulation de fluide caloporteur.In the example described, the structure 3 for circulation of heat transfer fluid comprises bundles of hollow fibers 17, in particular made of polymer material, defining the longitudinal channels 4 for circulation of heat transfer fluid.
Ces fibres 17 sont imprégnées de résine, de préférence choisies parmi les résines thermodurcissables telles que le PDCPD, Epoxy, Polyimide, Silicone, Polyuréthane, et les résines thermoplastiques, telles que les résines phénol-formaldéhyde PF, Polyamide, PA, Polyéthylène PE.These fibers 17 are impregnated with resin, preferably chosen from thermosetting resins such as PDCPD, Epoxy, Polyimide, Silicone, Polyurethane, and thermoplastic resins, such as phenol-formaldehyde resins PF, Polyamide, PA, Polyethylene PE.
Le fluide caloporteur circule à l'intérieur de ces fibres 17.The heat transfer fluid circulates inside these fibers 17.
Le dispositif de régulation thermique 1 comporte en outre des structures intercalaires 20 au contact des structures 3 à circulation de fluide caloporteur.The thermal regulation device 1 further comprises intermediate structures 20 in contact with the structures 3 for circulation of heat transfer fluid.
Chaque structure intercalaire 20 est tangente à la succession d’ondulations 10, au niveau de leurs bases 11, de la structure 3 à circulation de fluide caloporteur voisine.Each intermediate structure 20 is tangent to the succession of undulations 10, at their bases 11, of the neighboring structure 3 with circulation of heat transfer fluid.
Les structures 3 à circulation de fluide caloporteur présentent des bords longitudinaux parallèles aux bords longitudinaux des structures intercalaires 20.The heat transfer fluid circulation structures 3 have longitudinal edges parallel to the longitudinal edges of the intermediate structures 20.
Chaque structure intercalaire 20, qui est plane, est en contact, sur chacune de ces faces, avec une structure 3 à circulation de fluide caloporteur.Each intermediate structure 20, which is flat, is in contact, on each of these faces, with a structure 3 with circulation of heat transfer fluid.
Deux structures 3 à circulation de fluide caloporteur sont disposées côte à côte, avec un décalage de sorte qu’une ondulation 10 de l’une des structures se trouve entre deux ondulations de la structure voisine, pour maintenir et refroidir/chauffer chacune une rangée de cellules 2.Two heat transfer fluid circulation structures 3 are arranged side by side, with an offset so that a corrugation 10 of one of the structures is located between two corrugations of the neighboring structure, to maintain and cool/heat each a row of cells 2.
Ces structures 3 à circulation de fluide caloporteur côte à côte, pour refroidir/chauffer deux rangées parallèles, sont placées ensemble entre deux structures intercalaires 20 parallèles.These structures 3 with side-by-side circulation of heat transfer fluid, for cooling/heating two parallel rows, are placed together between two parallel intermediate structures 20.
Dans l’exemple décrit, le dispositif de régulation thermique 1 comporte un faisceau 19 de fibres creuses 17 dédié à chacune des structures 3 à circulation de fluide caloporteur.In the example described, the thermal regulation device 1 comprises a bundle 19 of hollow fibers 17 dedicated to each of the structures 3 with circulation of heat transfer fluid.
Dans ce cas, plusieurs faisceaux 19 de fibres creuses sont prévus, avec chacun son organe d’alimentation en fluide 21.In this case, several bundles 19 of hollow fibers are provided, each with its own fluid supply member 21.
Ainsi il peut y avoir autant de faisceaux de fibres creuses que de structures à circulation de fluide caloporteur.Thus there can be as many bundles of hollow fibers as there are structures with heat transfer fluid circulation.
La structure intercalaire 20 peut être un tube plein, sans canaux de fluide.The intermediate structure 20 may be a solid tube, without fluid channels.
Les structures 3 à circulation de fluide caloporteur et les structures intercalaires 20 sont des pièces distinctes collées ensemble.The heat transfer fluid circulation structures 3 and the intermediate structures 20 are separate parts glued together.
Les structures 3 à circulation de fluide caloporteur sont réalisés par un procédé de type RIM (signifiant en anglais « Reaction Injection Molding).
The 3 heat transfer fluid circulation structures are produced using a RIM (Reaction Injection Molding) type process.
Claims (14)
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Applications Claiming Priority (2)
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| FR2300995A FR3145605A1 (en) | 2023-02-02 | 2023-02-02 | Structure with circulation of heat transfer fluid |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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- 2023-02-02 FR FR2300995A patent/FR3145605A1/en active Pending
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- 2024-01-11 WO PCT/EP2024/050540 patent/WO2024160501A1/en unknown
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024160501A1 (en) | 2024-08-08 |
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