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WO2022268581A1 - Device for thermal regulation of at least one electrical and/or electronic component - Google Patents

Device for thermal regulation of at least one electrical and/or electronic component Download PDF

Info

Publication number
WO2022268581A1
WO2022268581A1 PCT/EP2022/066218 EP2022066218W WO2022268581A1 WO 2022268581 A1 WO2022268581 A1 WO 2022268581A1 EP 2022066218 W EP2022066218 W EP 2022066218W WO 2022268581 A1 WO2022268581 A1 WO 2022268581A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dielectric fluid
electrical
fluid
thermal regulation
housing
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/066218
Other languages
French (fr)
Inventor
Moussa Nacer Bey
Jeremy Blandin
Julien Tissot
Kamel Azzouz
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques filed Critical Valeo Systemes Thermiques
Publication of WO2022268581A1 publication Critical patent/WO2022268581A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6569—Fluids undergoing a liquid-gas phase change or transition, e.g. evaporation or condensation

Definitions

  • the present invention lies in the field of electronic systems comprising at least one electrical and/or electronic component, and it relates more particularly, within such electronic systems, to a device for thermal regulation of electrical and/or electronic components capable of s heat up during operation.
  • the electrical or electronic components likely to be concerned by the present invention may just as well consist of computer servers as of electrical energy storage systems, in particular batteries, for motor vehicles.
  • thermal regulation devices make it possible to modify the temperature of an electric battery, whether when starting the vehicle in cold weather, by increasing its temperature for example, or whether driving or during a battery recharging operation, by reducing the temperature of this electric battery, which tends to heat up during use.
  • thermal regulation devices make use of heat exchangers.
  • the various battery cells of an electrical storage system can in particular be cooled by means of a cold plate inside which a cooling fluid circulates, the plate being in contact with the battery cells to be cooled. It has been observed that such heat exchangers can lead to inhomogeneous cooling of the electrical batteries of the same electrical storage system, then leading to a reduction in the overall performance of the electrical storage system.
  • These thermal regulation devices also have a high thermal resistance due to the thicknesses of material present between the cooling fluid and the battery cells.
  • cooling devices for cooling the electric battery cells of electric or hybrid cars comprising a hermetically sealed casing in which the battery cells of the electrical energy storage system are partially immersed in a dielectric fluid, the dielectric fluid being chosen to take on a gaseous phase under the effect of a release of heat from the electrical and/or electronic component in contact with which the dielectric fluid is directed. In this way, heat exchange is ensured between the battery elements and the dielectric fluid.
  • These cooling devices may include a condensing surface intended to cool and condense the dielectric fluid vapor to return the dielectric fluid to a liquid form facilitating the exchange of calories with the battery cells of the electrical storage system.
  • the dielectric fluid in its gaseous form tends to come into contact with the condensation surface arranged directly above the battery cell in contact with which it has vaporized, and stagnates on this particular zone of the condensation surface until until it has been condensed again and can flow back into the housing of the temperature control device.
  • the present invention falls within this context and aims to improve existing thermal regulation devices by proposing a thermal regulation device for at least one electrical and/or electronic component capable of releasing heat during its operation, the device thermal regulation comprising a housing configured to house the at least one electrical and/or electronic component and means for thermal regulation of this electrical and/or electronic component by means of a dielectric fluid, the dielectric fluid being chosen to take a gaseous phase under the effect of a release of heat from the electrical and/or electronic component in contact with which the dielectric fluid is directed, the thermal regulation means comprising a system for condensing the dielectric fluid capable of giving the dielectric fluid a shape liquid, characterized in that the condensation system comprises on the one hand a heat exchanger heat with at least one coolant fluid circulation pipe, at the contact of which the dielectric fluid is capable of taking on a liquid form, and on the other hand means for moving the dielectric fluid vapor along the heat transfer fluid circulation conduit or conduits.
  • the heat transfer fluid can be a coolant, for example water, advantageously glycolated, or a coolant fluid such as i234yf, 134a or even R744.
  • the thermal regulation device aims to reduce the temperature of several electrical and/or electronic components thanks to the circulation of the dielectric fluid between the electrical and/or electronic components.
  • the dielectric fluid is also cooled by heat exchange with the heat transfer fluid at the heat exchanger so that it can recover a maximum of calories in contact with the electrical and/or electronic components. It is understood from this that the dielectric fluid is cooled in the heat exchanger by heat exchange with the heat transfer fluid, then is directed towards the electrical and/or electronic components to cool them in turn.
  • the dielectric fluid in the form of vapor in contact with the electrical and/or electronic components, is cooled at the level of the heat exchanger of the thermal regulation means, the dielectric fluid transferring calories to the heat transfer fluid to decrease in temperature and return from the gaseous state to the liquid state.
  • the thermal regulation device is configured to optimize the condensation of the dielectric fluid at the level of the heat exchanger, that is to say to reduce the time necessary for the dielectric fluid to resume its liquid form capable of being projected onto the electrical and/or electronic components, and the condensation system is thus improved so that the exchanges of calories are more efficient.
  • the dielectric fluid to circulate in the form of vapor directly in contact with one or more heat transfer fluid circulation ducts, and not in contact with a condensation plate in which of the heat transfer fluid, so as to reduce the quantity of material present between the heat transfer fluid and the dielectric fluid which penalizes the exchanges of calories, and on the other hand to force the circulation of the dielectric fluid along this or these ducts, so that the heat exchange is carried out more homogeneously over the entire dimension of the heat transfer fluid circulation duct.
  • the dielectric fluid thus does not stagnate on the same zone of the duct and the exchange of calories with the heat transfer fluid through the wall delimiting the circulation duct is thereby improved.
  • the box comprises a bottom wall and side walls forming a housing sized to receive the at least one electrical and/or electronic component, the box also comprising a cover wall capable of closing said housing, and the heat exchanger with the at least one coolant fluid circulation conduit is arranged at the level of the covering wall and/or of one of the side walls of the casing.
  • the heat exchanger has the form of a hollow wall housing the at least one coolant fluid circulation conduit, and the means for moving the dielectric fluid vapor are configured to force the dielectric fluid to circulate through the hollow wall.
  • the hollow wall of the heat exchanger delimits a circulation space for the dielectric fluid
  • the at least one heat transfer fluid circulation conduit extends through the circulation space of the hollow wall.
  • the hollow wall is formed by the covering wall of the casing.
  • the dielectric fluid circulation space is delimited at least in part by the covering wall.
  • the heat exchanger comprises a condensation plate, the at least one coolant fluid circulation conduit extending inside the housing between the condensation plate and the cover wall, the dielectric fluid being intended to circulate between the condensation plate and the cover wall in contact with the heat transfer fluid circulation duct.
  • the condensation plate comprises an outer face oriented towards the cover wall and an inner face oriented towards the internal space of the box, the cover wall having an inner surface oriented towards the condensation plate and an outer surface oriented towards the exterior of the casing, the outer face of the condensation plate and the inner surface of the covering wall participating in at least partially delimiting the space for circulation of the dielectric fluid through which the heat transfer fluid circulation conduit extends.
  • the heat exchanger comprises an inlet opening, through which the dielectric fluid is capable of penetrating under the effect of the means for moving the dielectric fluid vapor, and a outlet, through which is able to pass the dielectric fluid rendered in liquid form under the effect of heat exchange with the heat transfer fluid.
  • the circulation space of the dielectric fluid is connected to the internal environment of the case in which the electrical and/or electronic components are arranged by the inlet opening and by the outlet opening.
  • the displacement means comprise a ventilation member.
  • the ventilation unit is arranged in the casing so as to force the electrical fluid in gaseous form to enter the heat exchanger through the inlet opening.
  • the ventilation member is configured to suck the dielectric fluid in gaseous form present in the housing and to force the circulation of said dielectric fluid in gaseous form in the heat exchanger.
  • the outlet opening of the heat exchanger is connected to a dielectric fluid projection device, said projection device being configured to project fluid dielectric rendered in liquid form on electrical and/or electronic components.
  • the outlet opening of the heat exchanger is configured directly above the housing for the electrical and/or electronic components so that the dielectric fluid rendered in liquid form and crossing the dielectric fluid outlet of the heat exchanger is directed at least partially towards the bottom wall of the housing.
  • the means for moving the dielectric fluid vapor comprise at least one gutter arranged around a circulation duct of the heat exchanger, the gutter being open to the inside of the housing , an internal face of the gutter and an external face of the circulation duct opposite the internal face of the gutter participating in delimiting between them a path for the circulation of the dielectric fluid in gaseous form around the circulation duct.
  • the steam displacement means comprise a plurality of gutters open on the inside of the casing, integral with each other and extending parallel to each other, the gutters being made in one piece by forming a condensation plate, a coolant fluid circulation conduit being housed inside each of the gutters so as to form as many paths for the circulation of the dielectric fluid in gaseous form as there are gutters.
  • the steam displacement means comprise at least one gutter open on the inside of the casing, the heat transfer fluid conduit being formed in the thickness of the gutter, an internal face of the gutter participating in forming the heat exchanger and a circulation path for the dielectric fluid in gaseous form.
  • the present invention also relates to an electronic system comprising at least one electrical and/or electronic component and a thermal regulation device according to any one of the preceding characteristics, the condensation system being installed between the at least one electrical component and / or electronics and the covering wall of the case.
  • the heat transfer fluid conduit is connected to a cooling system comprising at least one heat exchanger capable of cooling the heat transfer fluid.
  • a heating device is arranged in the bottom of the case, the heating device being advantageously configured to participate in the heating of the dielectric fluid projected onto the electrical and/or electronic equipment and recovered in said bottom of the case in the case where the electrical and/or electronic element has a temperature that is too low to allow proper operation and/or optimization of the charge thereof if it is a storage element of 'electric energy.
  • the present invention also relates to a thermal regulation device for an electrical or electronic component whose temperature must be regulated, said electrical or electronic component being capable of releasing heat during its operation
  • the thermal regulation device comprising a housing configured to house at least the electrical or electronic component, a circuit of a dielectric fluid and a device for spraying said dielectric fluid towards the electrical or electronic component, characterized in that the dielectric fluid is chosen to be capable of passing into the gaseous phase under the effect of a heat exchange during contact with the electrical or electronic component, in that the housing comprises at least one wall for condensing the dielectric fluid in its vaporized form and in that the housing further comprises a means for moving dielectric fluid in its vaporized form.
  • the moving means directs said flow of air tangentially to said condensation wall.
  • a means for controlling the means for moving so as to activate it as a function of at least one parameter, in particular a parameter measured by a probe.
  • the probe measures a parameter among the temperature of the fluid or of the electrical or electronic component, the consumption or the speed of a motor connected to said components.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a vehicle comprising an electronic system and a thermal regulation device according to the invention
  • FIG. 2 is a perspective representation of the electronic system shown in Figure 1;
  • FIG. 3 is a schematic representation of a first embodiment of the thermal regulation device fitted to the system represented in FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 4 is a schematic representation of a second embodiment of the thermal regulation device fitted to the system represented in FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 5 is a schematic representation of a third embodiment of the thermal regulation device fitted to the system represented in FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 6 is a schematic representation of a fourth embodiment of the thermal regulation device fitted to the system represented in FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 7 is a schematic representation of an alternative embodiment of the thermal regulation device fitted to the system represented in FIGS. 1 and 2.
  • the features, variants and different embodiments of the invention may be associated with each other, in various combinations, insofar as they are not incompatible or exclusive with respect to each other.
  • variants of the invention may be imagined comprising only a selection of characteristics described below in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage and/or to differentiate the invention. compared to the prior art.
  • transverse and vertical refer to the orientation of an electronic system according to the invention according to a reference L, V, T illustrated in figure 2.
  • thermal regulation device in relation to an electronic system in the form of a motor vehicle electrical energy storage system, but it must be understood that such an application is not limiting and that it could in particular be applied in the context of the invention to electrical and/or electronic components equipping other electronic systems and for example computer servers.
  • FIGS. 1 and 2 an electrical storage system 1, capable in particular of equipping a motor vehicle 2 with electric or hybrid motorization, is illustrated.
  • Such an electrical storage system 1 is intended in particular to supply electrical energy to the motor vehicle 2 with a view to its movement.
  • the electrical storage system 1 comprises a thermal regulation device 4 configured to cool or raise the temperature of each electrical and/or electronic component 6 forming part of the electrical storage system 1, these components being in particular likely to heat up during their operation. or their charge.
  • this thermal regulation device 4 comprises at least one casing 8 which is configured to receive a plurality of said electrical and/or electronic components 6, here taking the form of battery cells, and it further comprises thermal regulation means 12 able to regulate the temperature of the electrical or electronic components 6 inside the casing 8. It should be noted that other configurations of the electrical storage system 1 could be implemented according to the invention when this system comprises a thermal regulation device 4 in accordance with the invention.
  • the casing 8 comprises a plurality of walls which define inside this casing 8 a housing 14, more particularly visible in FIG. 2, which is configured to receive at least the electrical and/or electronic components 6 and the regulation means thermal 12.
  • the walls defining the housing 8 form in particular a base 16 and a covering wall 18.
  • Base 16 includes a bottom wall 20 and a plurality of side walls 22. More specifically, bottom wall 20 extends in a plane parallel to the longitudinal L and transverse T directions generally in the form of a quadrilateral, advantageously rectangular, the side walls 22 for their part each extending from one side of the bottom wall 20 while being inscribed in a plane parallel to the longitudinal L and vertical V directions. In other words, the side walls 22 s extend from the bottom wall 20, advantageously perpendicular to the latter, but may in some embodiments have a non-zero and non-right angle.
  • the cover wall 18 has a shape substantially identical to that of the bottom wall 20, therefore here in the form of an advantageously rectangular quadrilateral, and is arranged to cover the base 16 of the housing 8 and close the opening between the walls. 22 by which the electrical and/or electronic components 6 are placed in the housing 14. It is understood in particular that the cover wall 18 is arranged overhanging the base 16, in contact with the free edges of the side walls 22, in particular when the electrical storage system 1 is mounted on the motor vehicle 2.
  • the base 16 and the cover wall 18 are also fixed to each other so as to make the housing 14 of the housing 8 hermetic.
  • the external environment of the casing 8. It is understood by "hermetic" that the base 16 and the cover wall 18 are made integral with one another so that no exchange of fluid can be carried out between the interior housing 14 of housing 8 and the external environment of housing 8 at the level of the interaction between base and cover wall.
  • An internal surface 24 and an external surface 26 of the cover wall 18 are defined, the internal surface 24 being arranged opposite the electrical and/or electronic components 6, the external surface 26 being for its part turned towards the outside of the casing. 8.
  • the thermal regulation device 4 comprises thermal regulation means 12 which are configured to thermally regulate the electrical and/or electronic components 6 arranged in the housing 14. It is understood from this that the thermal regulation means 12 influence the temperature of the components electrical and / or electronic 6 so that the temperature of the latter is included in a range of optimum operating temperatures.
  • the thermal regulation means 12 comprise means for forcing the circulation of a dielectric fluid within the thermal regulation device and a condensation system 28 of said dielectric fluid.
  • the dielectric fluid participates in the thermal regulation of the electrical and/or electronic components 6 by exchanging calories with said electrical and/or electronic components 6.
  • the dielectric fluid is contained in the housing 14 of the housing 8, the electrical components and / or electronic 6 being at least partly immersed in the dielectric fluid, thus allowing the exchange of calories on all of the external surfaces of the electrical and / or electronic components 6 which is immersed.
  • the dielectric fluid is more particularly chosen according to its boiling point, to assume a gaseous phase under the effect of a release of heat from the electrical and/or electronic component 6 in contact with which the dielectric fluid is directed.
  • the dielectric fluid in liquid form exchanges calories with the electrical and/or dielectric components until the temperature of the dielectric fluid reaches and/or exceeds its boiling temperature.
  • the dielectric fluid evaporates and moves in the form of vapor in the direction mainly of the cover wall 18, the condensation system being positioned in the housing 14 of the casing to be in the passage of the dielectric fluid in the form of vapor.
  • the dielectric fluid condensation system 28 is configured to return the dielectric fluid to a liquid form, by lowering the temperature of the dielectric fluid below the boiling temperature when the dielectric fluid is in contact with the condensation system.
  • the condensation system 28 comprises on the one hand a heat exchanger 30 with at least one conduit 32 for the circulation of a coolant fluid, in contact with which the dielectric fluid is capable of condensing, and on the other hand means 34 for displacing the vapor of dielectric fluid along the duct or ducts 32 for circulating the heat transfer fluid.
  • the dielectric fluid in gaseous form is circulated through the heat exchanger 30 by the displacement means 34, so as to optimize the cooling by heat exchange with the heat transfer fluid along the duct(s) 32 within the heat exchanger 30.
  • the exchange of calories between the dielectric fluid and the heat transfer fluid is configured so that the dielectric fluid leaving the heat exchanger 30 has a sufficiently low temperature to be able to subsequently thermally regulate the electrical and/or electronic components 6.
  • the dielectric fluid leaving the heat exchanger 30 is in liquid form.
  • the heat exchanger 30, comprising the at least one duct 32 for the circulation of heat transfer fluid, is arranged at the level of the covering wall 18 of the casing 8.
  • the duct 32 advantageously extends along the inner surface 24 of the cover wall 18, that is to say the face facing the inside of the housing 8.
  • the heat transfer fluid conduit 32 is advantageously connected to a cooling system, here not visible, comprising at least one heat exchanger capable of cooling the heat transfer fluid.
  • the means 34 for moving the dielectric fluid in gaseous form force the circulation of the dielectric fluid in vapor form towards the cover wall 18 and towards the conduit 32 through which the heat transfer fluid circulates.
  • the heat exchanger 30 with the at least one duct 32 for circulating heat transfer fluid is arranged at the level of at least one of the side walls 22 of the housing 8, if necessary. also extending opposite the covering wall.
  • the means 34 for moving the dielectric fluid in gaseous form force the circulation of the latter towards the side wall 22 and/or the covering wall at the level of which, or which, the conduit 32 is arranged.
  • the heat exchanger 30 has the form of a hollow wall housing the at least one duct 32 for circulating heat transfer fluid, and the means 34 for moving the fluid vapor dielectric are configured to force the dielectric fluid to flow through the hollow wall.
  • the wall has two sections extending substantially parallel to one another and participating in delimiting between them a circulation space 36 of the dielectric fluid. More particularly, the at least one duct 32 extends in the circulation space 36, and is therefore delimited by each of the two sides, so that the dielectric fluid circulated by the displacement means 34 in the space circulation 36 along the at least one conduit 32 and heat exchange with the heat transfer fluid.
  • a section delimiting this hollow wall namely the section closest to the interior of the case and the electrical and/or electronic components, forms a condensation plate 38, able to cool the dielectric fluid to return it to a liquid form.
  • a first section of the hollow wall can be formed by the cover wall 18 of the casing 8 and the condensation wall 38 extends at a distance from the cover wall to form the circulation space 36, the at least one duct 32 for circulating heat transfer fluid extending inside the housing 8 between the condensation plate 38 and the covering wall 18.
  • the condensation plate 38 comprises a first face 40, oriented towards the inside of the box 8 and the electrical and/or electronic components 6, and an outer face 42, oriented towards the cover wall in the case illustrated, and more generally towards the wall facing which the condensation system 28 is positioned, this second face 42 participating in delimiting the circulation space 36 of the heat exchanger 30.
  • the dielectric fluid recondensed within the heat exchanger 30 thus flows more particularly along the second face 42 of the condensation plate 38.
  • the displacement means 34 are provided to mainly direct the dielectric fluid in the form of vapor in the direction of the circulation space 36.
  • the dielectric fluid circulates in the circulation space 36 and is caused to follow the tubular portions defining the circulation conduit 32 which extends in this circulation space 36, at istance of the second face 42 of the condensation plate 38 and the covering wall.
  • Positioning means here not visible, make it possible to keep the conduit 32 at a distance from the sections delimiting the circulation space, so that the dielectric fluid in the form of vapor can circulate in the circulation space without being blocked by the conduit. 32.
  • part of the dielectric fluid in the form of vapor in free circulation in the housing 14 of the casing 8 can come into contact with the first face 40 of the condensation plate 38 and a condensation of part of the dielectric fluid can be made in the housing 14, outside the heat exchanger 30.
  • the heat exchanger 30 extends between two openings communicating with the housing 14 of the housing. More particularly the heat exchanger 30 comprises an inlet opening 44, through which the fluid is capable of penetrating dielectric under the effect of the actuation of the means 34 for displacing the vapor of dielectric fluid, and an outlet opening 46, through which the dielectric fluid rendered in liquid form under the effect of the exchange of heat with the heat transfer fluid.
  • the circulation space 36 of the dielectric fluid is thus connected to the housing 14 of the casing 8 by the inlet opening 44 and by the outlet opening 46.
  • the dielectric fluid in the form of vapor can thus be put into circulation by the means 34 for moving towards the inlet opening 44 of the heat exchanger 30 so that the dielectric fluid in the form of vapor reaches the circulation space 36 of the heat exchanger 30 through the opening of inlet 44.
  • the displacement means 34 are also configured to force the displacement of the dielectric fluid within the circulation space 36 and direct it towards the outlet opening 46 of the heat exchanger 30.
  • the displacement means 34 comprise a ventilation member 48.
  • the ventilation member 48 comprises for example a propeller capable of being driven in rotation to suck on the one hand the dielectric fluid in the form of vapor present in the housing 14 of the casing 8 and on the other hand push said dielectric fluid towards the circulation space 36 within the heat exchanger 30.
  • the ventilation member 48 is arranged in the housing 8 so as to force the electric fluid in gaseous form to enter the heat exchanger 30 through the inlet opening 44.
  • the ventilation member 48 can be installed at the level of the inlet opening 44 of the heat exchanger 30.
  • a ventilation member 48 disposed anywhere in the housing 14 of the housing 8 would be included within the scope of the invention and would form means of movement at the within the invention, since this ventilation member is configured to suck in the dielectric fluid in the form of vapor which is in free circulation in the housing 14 and which naturally tends to move towards the covering wall arranged at the top for the direct towards the circulation space 36 and the heat transfer fluid conduits, and configured to force the movement of the dielectric fluid along these conduits.
  • the displacement means here the ventilation member 48, make it possible to direct the vapor of dielectric fluid through the inlet opening before this vapor reaches the condensation plate 38 but it should be noted that these displacement means also make it possible to recover the vapor of dielectric fluid present against the first face 40 of the condensation plate and not yet condensed, to force it to move into the circulation space 36, so as to accelerate its condensation.
  • the outlet opening 46 of the heat exchanger 30 is offset and is found in the vicinity of a side wall.
  • the dielectric fluid rendered in the liquid state by heat exchange with the heat transfer fluid throughout the circulation space, can flow into the housing along this side wall in order to fill the level of dielectric fluid in which the electrical and/or electronic components are immersed, or else be recovered by a dielectric fluid projection device 50, shown schematically in FIG. 3, said projection device 50 being configured to project the recovered dielectric fluid directly on the electrical and/or electronic components 6.
  • the projection device 50 is then fluidically connected to the outlet opening 46 and a pump can be provided to push the fluid in liquid form within the projection device towards orifices opposite electrical and/or electronic components 6.
  • the dielectric fluid circulates in the conduit 32 and the heat transfer fluid in the circulation space 36 of the heat exchanger 30.
  • the circulation space 36 is hermetic to the housing 14 and is connected to a heat transfer fluid distribution system, the heat transfer fluid then circulating between the second face 42 of the condensation 38 and the opposite face, around the conduit 32.
  • the latter is fluidically connected to the inlet opening 44 and to the outlet opening so that the dielectric fluid in the form of vapor is pushed towards the conduit 32 through the inlet opening and that the recondensed dielectric fluid can be redirected towards the housing 14 of the casing 8 through the outlet opening, not visible in FIG. 4.
  • the heat exchanger in this second exemplary embodiment is advantageously made in one piece, and fitted against the covering wall of the casing, so as to more easily seal the heat exchanger.
  • the movement means 34 are arranged in the housing 8 to force the movement of the dielectric fluid, in particular in its gaseous form, through the heat exchanger 30, by pushing this fluid through the inlet opening 44 then within the duct 32 in the direction of the outlet opening.
  • the condensation system 28 again comprises a heat exchanger 30 with at least one pipe 32 for circulating a heat transfer fluid, and means 34 for moving the the dielectric fluid vapor, and the condensation system 28 differs from what has been previously described in that the displacement means are arranged around the circulation pipe 32 forming the heat exchanger 30.
  • the gutter 52 has an open section on the inside of the housing 8, and the duct 32 is placed inside the gutter, being placed at a distance from the wall defining the gutter.
  • Means for holding conduit 32 in position are arranged at times in the gutter, and/or on a side wall of the housing, to hold conduit 32 at a sufficient distance from an internal face of gutter 52 to delimit between this internal face of the gutter and a external face of the conduit 32 for circulation of the heat transfer fluid a path for the circulation of the dielectric fluid in gaseous form around the conduit 32 of circulation.
  • the circulation path of the dielectric fluid around the conduit 32 has a section in the shape of an annular partial ring according to a section seen in a plane perpendicular to the main direction of fluid circulation within the gutter 52.
  • the internal face of the gutter 52 thus participates in delimiting the circulation path of the dielectric fluid.
  • the result of this is that the exchange surface between the dielectric fluid and the heat transfer fluid is increased through the conduit 32, the dielectric fluid being able to circulate all around the conduit.
  • the shape of the gutter 52 with an internal face which extends at a constant distance from the external face of the conduit, makes it possible to ensure that the dielectric fluid is constantly in motion around the conduit 32, rotating around the conduit in a clockwise or anti-clockwise seen in the section plane mentioned above, the dielectric fluid being naturally sucked into the gutter around the pipe by the Venturi effect formed by the reduced section between the gutter and the pipe.
  • the dielectric fluid in the gaseous state circulating freely in the housing 14 is cooled by coming into contact with the outer face of the conduit 32.
  • the gaseous dielectric fluid passes to the state liquid and then flows towards the bottom wall 20 of the housing 8, the open shape of the gutter allowing flow by gravity of the dielectric fluid made liquid by condensation towards the housing and the electrical and/or electronic components.
  • the steam displacement means 34 comprise a plurality of gutters 52 open on the inside of the casing 8, integral with each other and extending parallel to each other, forming a condensation plate 38, extending facing one of the walls of the case, here the cover wall 18.
  • the gutters 52 can in particular be made in one piece.
  • a pipe 32 for the circulation of heat transfer fluid is housed inside each of the gutters 52 so as to to form as many paths for the circulation of the dielectric fluid in gaseous form as there are gutters 52.
  • FIG. 6 illustrates a fourth exemplary embodiment of the invention which differs from what has just been described for the third exemplary embodiment in that the gutter(s) 52 participate equally well in forming the means 34 for displacing the dielectric fluid in the form of vapor than the heat exchanger inside which circulates the coolant.
  • the gutter(s) 52 are as previously open onto the inside of the casing 8, but are here configured so that the conduit 32 of coolant fluid is formed in the thickness of the gutter 52.
  • the heat exchange takes place at the level of an internal face of the gutter 52 which participates in delimiting the space for circulation of the heat transfer fluid and a path for the circulation of the dielectric fluid in gaseous form within the gutter.
  • FIG. 7 illustrates a variant embodiment in which each conduit 32 is equipped on its outer face with fins 54 aimed at increasing the exchange surface between the conduit and the dielectric fluid in vapor form circulating around the conduit.
  • the fins 54 here eight in number without this being limiting of the invention, are angularly regularly distributed over the duct 32.
  • these fins 54 equip ducts 32 respectively arranged within gutters in accordance with what has been described in the third example embodiment and these fins can be used to position the ducts at a regular distance from the inner side of the gutter.
  • the ducts 32 could be arranged in the housing 14 opposite the covering wall 18 without however being housed in the gutters, since the means of displacement, for example a fan in accordance with what has been described for the first embodiment promotes the movement of the dielectric fluid along the conduits, the exchange surface of which has been increased by the presence of the fins.
  • the invention succeeds in achieving the object that it has set itself, namely to achieve effective thermal regulation of the electrical and/or electronic components by allowing more effective condensation of the dielectric fluid.

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Abstract

The invention relates to a device (4) for thermal regulation of at least one electrical and/or electronic component (6) likely to release heat during its operation, the thermal regulation device (4) comprising a case (8) configured to house the at least one electrical and/or electronic component (6) and means (12) for thermally regulating this electrical and/or electronic component (6) by means of a dielectric fluid, the dielectric fluid being selected to assume a gaseous phase under the effect of a release of heat from the electrical and/or electronic component (6) with which the dielectric fluid is placed in contact, the thermal regulation means (12) comprising a system (28) for condensing the dielectric fluid, which system is capable of returning the dielectric fluid to a liquid form, characterised in that the condensation system (28) comprises a heat exchanger (30) having at least one conduit (32) for circulating heat-transfer fluid, in contact with which the dielectric fluid is capable of assuming a liquid form, as well as means (34) for moving the dielectric fluid vapour along the conduit or conduits (32) for circulating heat-transfer fluid.

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
Titre : Dispositif de régulation thermique d’au moins un composant électrique et/ou électronique. Title: Device for thermal regulation of at least one electrical and/or electronic component.
La présente invention se situe dans le domaine des systèmes électroniques comprenant au moins un composant électrique et/ ou électronique, et elle concerne plus particulièrement, au sein de tels systèmes électroniques, un dispositif de régulation thermique de composants électriques et/ ou électroniques susceptibles de s’échauffer lors de leur fonctionnement. The present invention lies in the field of electronic systems comprising at least one electrical and/or electronic component, and it relates more particularly, within such electronic systems, to a device for thermal regulation of electrical and/or electronic components capable of s heat up during operation.
Les composants électriques ou électroniques susceptibles d’être concernés par la présente invention peuvent aussi bien consister en des serveurs informatiques qu’en des systèmes de stockage d’énergie électrique, notamment des batteries, pour des véhicules automobiles. The electrical or electronic components likely to be concerned by the present invention may just as well consist of computer servers as of electrical energy storage systems, in particular batteries, for motor vehicles.
Dans le domaine des véhicules automobiles, des dispositifs de régulation thermique permettent de modifier une température d’une batterie électrique, que ce soit lors d’un démarrage du véhicule par temps froid, en augmentant sa température par exemple, ou que ce soit en cours de roulage ou lors d’une opération de recharge de la batterie, en diminuant la température de cette batterie électrique, qui tend à s’échauffer au cours de son utilisation. In the field of motor vehicles, thermal regulation devices make it possible to modify the temperature of an electric battery, whether when starting the vehicle in cold weather, by increasing its temperature for example, or whether driving or during a battery recharging operation, by reducing the temperature of this electric battery, which tends to heat up during use.
D’une manière générale, de tels dispositifs de régulation thermique de batteries électriques font appel à des échangeurs de chaleur. Les différentes cellules de batterie d’un système de stockage électrique peuvent notamment être refroidies au moyen d’une plaque froide à l’intérieur de laquelle circule un fluide de refroidissement, la plaque étant en contact avec les cellules de batterie à refroidir. Il a pu être constaté que de tels échangeurs de chaleur peuvent conduire à un refroidissement non homogène des batteries électriques d’un même système de stockage électrique, entraînant alors une diminution de la performance globale du système de stockage électrique. Ces dispositifs de régulation thermique présentent en outre une résistance thermique élevée en raison des épaisseurs de matière présentes entre le fluide de refroidissement et les cellules de batterie. Dans le but d’apporter une réponse à ces différentes problématiques, on connaît des dispositifs de refroidissement des éléments de batterie électriques de voitures électriques ou hybrides comprenant un boîtier fermé hermétiquement dans lequel les éléments de batterie du système de stockage d’énergie électrique sont partiellement plongés dans un fluide diélectrique, le fluide diélectrique étant choisi pour prendre une phase gazeuse sous l’effet d’un dégagement de chaleur du composant électrique et/ ou électronique au contact duquel est dirigé le fluide diélectrique. On assure de la sorte un échange thermique entre les éléments de batterie et le fluide diélectrique. Ces dispositifs de refroidissement peuvent comprendre une surface de condensation destinée à refroidir et condenser la vapeur de fluide diélectrique pour redonner au fluide diélectrique une forme liquide facilitant l’échange de calories avec les éléments de batterie du système de stockage électrique. Le fluide diélectrique sous sa forme gazeuse tend à venir au contact de la surface de condensation disposée directement au-dessus de l’élément de batterie au contact duquel il s’est vaporisé, et stagne sur cette zone particulière de la surface de condensation jusqu’à ce qu’il ait été recondensé et puisse s’écouler de nouveau dans le boîtier du dispositif de régulation thermique. In general, such devices for thermal regulation of electric batteries make use of heat exchangers. The various battery cells of an electrical storage system can in particular be cooled by means of a cold plate inside which a cooling fluid circulates, the plate being in contact with the battery cells to be cooled. It has been observed that such heat exchangers can lead to inhomogeneous cooling of the electrical batteries of the same electrical storage system, then leading to a reduction in the overall performance of the electrical storage system. These thermal regulation devices also have a high thermal resistance due to the thicknesses of material present between the cooling fluid and the battery cells. With the aim of providing an answer to these various problems, there are known devices for cooling the electric battery cells of electric or hybrid cars comprising a hermetically sealed casing in which the battery cells of the electrical energy storage system are partially immersed in a dielectric fluid, the dielectric fluid being chosen to take on a gaseous phase under the effect of a release of heat from the electrical and/or electronic component in contact with which the dielectric fluid is directed. In this way, heat exchange is ensured between the battery elements and the dielectric fluid. These cooling devices may include a condensing surface intended to cool and condense the dielectric fluid vapor to return the dielectric fluid to a liquid form facilitating the exchange of calories with the battery cells of the electrical storage system. The dielectric fluid in its gaseous form tends to come into contact with the condensation surface arranged directly above the battery cell in contact with which it has vaporized, and stagnates on this particular zone of the condensation surface until until it has been condensed again and can flow back into the housing of the temperature control device.
La présente invention s’inscrit dans ce contexte et vise à améliorer les dispositifs de régulation thermique existants en proposant un dispositif de régulation thermique d’au moins un composant électrique et/ ou électronique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, le dispositif de régulation thermique comportant un boîtier configuré pour loger le au moins un composant électrique et/ou électronique et des moyens de régulation thermique de ce composant électrique et/ ou électronique par l’intermédiaire d’un fluide diélectrique, le fluide diélectrique étant choisi pour prendre une phase gazeuse sous l’effet d’un dégagement de chaleur du composant électrique et/ou électronique au contact duquel est dirigé le fluide diélectrique, les moyens de régulation thermique comprenant un système de condensation du fluide diélectrique apte à redonner au fluide diélectrique une forme liquide, caractérisé en ce que le système de condensation comprend d’une part un échangeur de chaleur avec au moins un conduit de circulation de fluide caloporteur, au contact duquel le fluide diélectrique est apte à prendre une forme liquide, et d’autre part des moyens de déplacement de la vapeur de fluide diélectrique le long du ou des conduits de circulation de fluide caloporteur. The present invention falls within this context and aims to improve existing thermal regulation devices by proposing a thermal regulation device for at least one electrical and/or electronic component capable of releasing heat during its operation, the device thermal regulation comprising a housing configured to house the at least one electrical and/or electronic component and means for thermal regulation of this electrical and/or electronic component by means of a dielectric fluid, the dielectric fluid being chosen to take a gaseous phase under the effect of a release of heat from the electrical and/or electronic component in contact with which the dielectric fluid is directed, the thermal regulation means comprising a system for condensing the dielectric fluid capable of giving the dielectric fluid a shape liquid, characterized in that the condensation system comprises on the one hand a heat exchanger heat with at least one coolant fluid circulation pipe, at the contact of which the dielectric fluid is capable of taking on a liquid form, and on the other hand means for moving the dielectric fluid vapor along the heat transfer fluid circulation conduit or conduits.
Le fluide caloporteur peut être un liquide de refroidissement, par exemple de l’eau avantageusement glycolée, ou un fluide réfrigérant tel que du i234yf, 134a ou encore R744. The heat transfer fluid can be a coolant, for example water, advantageously glycolated, or a coolant fluid such as i234yf, 134a or even R744.
Le dispositif de régulation thermique vise à réduire la température de plusieurs composants électriques et/ ou électroniques grâce à la circulation du fluide diélectrique entre les composants électriques et/ ou électroniques. Le fluide diélectrique est par ailleurs refroidi par échange de calories avec le fluide caloporteur au niveau de l’échangeur thermique afin qu’il puisse récupérer un maximum de calories au contact des composants électriques et/ou électroniques. On comprend de cela que le fluide diélectrique est refroidi dans l’échangeur thermique par échange de calories avec le fluide caloporteur, puis est dirigé vers les composants électriques et/ ou électroniques pour les refroidir à leur tour. The thermal regulation device aims to reduce the temperature of several electrical and/or electronic components thanks to the circulation of the dielectric fluid between the electrical and/or electronic components. The dielectric fluid is also cooled by heat exchange with the heat transfer fluid at the heat exchanger so that it can recover a maximum of calories in contact with the electrical and/or electronic components. It is understood from this that the dielectric fluid is cooled in the heat exchanger by heat exchange with the heat transfer fluid, then is directed towards the electrical and/or electronic components to cool them in turn.
Le fluide diélectrique, sous forme de vapeur au contact des composants électriques et/ou électroniques, est refroidi au niveau de l’échangeur de chaleur des moyens de régulation thermique, le fluide diélectrique cédant des calories au fluide caloporteur pour diminuer en température et repasser de l’état gazeux à l’état liquide. The dielectric fluid, in the form of vapor in contact with the electrical and/or electronic components, is cooled at the level of the heat exchanger of the thermal regulation means, the dielectric fluid transferring calories to the heat transfer fluid to decrease in temperature and return from the gaseous state to the liquid state.
Le dispositif de régulation thermique selon l’invention est configuré pour optimiser la condensation du fluide diélectrique au niveau de l’échangeur de chaleur, c’est-à-dire pour diminuer le temps nécessaire au fluide diélectrique pour reprendre sa forme liquide apte à être projetée sur les composants électriques et/ou électroniques, et le système de condensation est ainsi amélioré pour que les échanges de calories soient plus efficaces. Dans ce contexte, il est prévu d’une part de faire circuler le fluide diélectrique sous forme de vapeur directement au contact d’un ou plusieurs conduits de circulation de fluide caloporteur, et non pas au contact d’une plaque de condensation dans laquelle circule du fluide caloporteur, de manière à diminuer la quantité de matière présente entre le fluide caloporteur et le fluide diélectrique qui pénalise les échanges de calories, et d’autre part de forcer la circulation du fluide diélectrique le long de ce ou ces conduits, afin que l’échange de chaleur soit réalisé de façon plus homogène sur toute la dimension du conduit de circulation de fluide caloporteur. Le fluide diélectrique ne stagne ainsi pas sur une même zone du conduit et l’échange de calories avec le fluide caloporteur à travers la paroi délimitant le conduit de circulation en est amélioré. The thermal regulation device according to the invention is configured to optimize the condensation of the dielectric fluid at the level of the heat exchanger, that is to say to reduce the time necessary for the dielectric fluid to resume its liquid form capable of being projected onto the electrical and/or electronic components, and the condensation system is thus improved so that the exchanges of calories are more efficient. In this context, provision is made on the one hand to cause the dielectric fluid to circulate in the form of vapor directly in contact with one or more heat transfer fluid circulation ducts, and not in contact with a condensation plate in which of the heat transfer fluid, so as to reduce the quantity of material present between the heat transfer fluid and the dielectric fluid which penalizes the exchanges of calories, and on the other hand to force the circulation of the dielectric fluid along this or these ducts, so that the heat exchange is carried out more homogeneously over the entire dimension of the heat transfer fluid circulation duct. The dielectric fluid thus does not stagnate on the same zone of the duct and the exchange of calories with the heat transfer fluid through the wall delimiting the circulation duct is thereby improved.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, le boîtier comporte une paroi de fond et des parois latérales formant un logement dimensionné pour recevoir l’au moins un composant électrique et/ ou électronique, le boîtier comportant par ailleurs une paroi de recouvrement apte à refermer ledit logement, et l’échangeur de chaleur avec l’au moins un conduit de circulation de fluide caloporteur est disposé au niveau de la paroi de recouvrement et/ ou d’une des parois latérales du boîtier. According to an optional characteristic of the invention, the box comprises a bottom wall and side walls forming a housing sized to receive the at least one electrical and/or electronic component, the box also comprising a cover wall capable of closing said housing, and the heat exchanger with the at least one coolant fluid circulation conduit is arranged at the level of the covering wall and/or of one of the side walls of the casing.
Selon d’autres caractéristiques optionnelles de l’invention, prises seules ou en combinaison avec d’autres caractéristiques optionnelles, on peut prévoir que :According to other optional features of the invention, taken alone or in combination with other optional features, it can be provided that:
- l’échangeur de chaleur présente la forme d’une paroi creuse logeant l’au moins un conduit de circulation de fluide caloporteur, et les moyens de déplacement de la vapeur de fluide diélectrique sont configurés pour forcer le fluide diélectrique à circuler à travers la paroi creuse. - the heat exchanger has the form of a hollow wall housing the at least one coolant fluid circulation conduit, and the means for moving the dielectric fluid vapor are configured to force the dielectric fluid to circulate through the hollow wall.
- la paroi creuse de l’échangeur de chaleur délimite un espace de circulation du fluide diélectrique, l’au moins un conduit de circulation de fluide caloporteur s’étend à travers l’espace de circulation de la paroi creuse. - the hollow wall of the heat exchanger delimits a circulation space for the dielectric fluid, the at least one heat transfer fluid circulation conduit extends through the circulation space of the hollow wall.
- la paroi creuse est formée par la paroi de recouvrement du boîtier. - The hollow wall is formed by the covering wall of the casing.
- l’espace de circulation de fluide diélectrique est délimité au moins en partie par la paroi de recouvrement. - the dielectric fluid circulation space is delimited at least in part by the covering wall.
- l’échangeur de chaleur comporte une plaque de condensation, l’au moins un conduit de circulation de fluide caloporteur s’étendant à l’intérieur du boîtier entre la plaque de condensation et la paroi de recouvrement, le fluide diélectrique étant destiné à circuler entre la plaque de condensation et la paroi de recouvrement au contact du conduit de circulation de fluide caloporteur. - la plaque de condensation comprend une face externe orientée vers la paroi de recouvrement et une face interne orientée vers l’espace interne du boîtier, la paroi de recouvrement présentant une surface interne orientée vers la plaque de condensation et une surface externe orientée vers l’extérieur du boîtier, la face externe de la plaque de condensation et la surface interne de la paroi de recouvrement participant à délimiter au moins en partie l’espace de circulation du fluide diélectrique à travers lequel s’étend le conduit de circulation de fluide caloporteur. - the heat exchanger comprises a condensation plate, the at least one coolant fluid circulation conduit extending inside the housing between the condensation plate and the cover wall, the dielectric fluid being intended to circulate between the condensation plate and the cover wall in contact with the heat transfer fluid circulation duct. - the condensation plate comprises an outer face oriented towards the cover wall and an inner face oriented towards the internal space of the box, the cover wall having an inner surface oriented towards the condensation plate and an outer surface oriented towards the exterior of the casing, the outer face of the condensation plate and the inner surface of the covering wall participating in at least partially delimiting the space for circulation of the dielectric fluid through which the heat transfer fluid circulation conduit extends.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, l’échangeur de chaleur comporte une ouverture d’entrée, par laquelle est apte à pénétrer le fluide diélectrique sous l’effet des moyens de déplacement de la vapeur de fluide diélectrique, et une ouverture de sortie, par laquelle est apte à passer le fluide diélectrique rendu sous forme liquide sous l’effet de l’échange de chaleur avec le fluide caloporteur. En d’autres termes, l’espace de circulation du fluide diélectrique est relié au milieu interne du boîtier dans lequel sont disposés les composants électriques et/ ou électroniques par l’ouverture d’entrée et par l’ouverture de sortie. According to another optional characteristic of the invention, the heat exchanger comprises an inlet opening, through which the dielectric fluid is capable of penetrating under the effect of the means for moving the dielectric fluid vapor, and a outlet, through which is able to pass the dielectric fluid rendered in liquid form under the effect of heat exchange with the heat transfer fluid. In other words, the circulation space of the dielectric fluid is connected to the internal environment of the case in which the electrical and/or electronic components are arranged by the inlet opening and by the outlet opening.
Selon une autre série de caractéristiques optionnelles de l’invention, prises seules ou en combinaisons avec d’autres caractéristiques optionnelles de l’invention, on peut prévoir que : According to another series of optional features of the invention, taken alone or in combination with other optional features of the invention, it can be provided that:
- les moyens de déplacement comprennent un organe de ventilation. - The displacement means comprise a ventilation member.
- l’organe de ventilation est disposé dans le boîtier de manière à forcer le fluide électrique sous forme gazeuse à pénétrer dans l’échangeur de chaleur à travers l’ouverture d’entrée. - the ventilation unit is arranged in the casing so as to force the electrical fluid in gaseous form to enter the heat exchanger through the inlet opening.
- l’organe de ventilation est configuré pour aspirer le fluide diélectrique sous forme gazeuse présent dans le boîtier et pour forcer la circulation dudit fluide diélectrique sous forme gazeuse dans l’échangeur de chaleur. - the ventilation member is configured to suck the dielectric fluid in gaseous form present in the housing and to force the circulation of said dielectric fluid in gaseous form in the heat exchanger.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, l’ouverture de sortie de l’échangeur de chaleur est reliée à un dispositif de projection de fluide diélectrique, ledit dispositif de projection étant configuré pour projeter du fluide diélectrique rendu sous forme liquide sur les composants électriques et/ ou électroniques. According to another optional characteristic of the invention, the outlet opening of the heat exchanger is connected to a dielectric fluid projection device, said projection device being configured to project fluid dielectric rendered in liquid form on electrical and/or electronic components.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, l’ouverture de sortie de l’échangeur de chaleur est configurée à l’aplomb du logement pour les composants électriques et/ ou électroniques de sorte que le fluide diélectrique rendu sous forme liquide et traversant la sortie de fluide diélectrique de l’échangeur de chaleur soit dirigé au moins partiellement vers la paroi de fond du boîtier. According to another optional characteristic of the invention, the outlet opening of the heat exchanger is configured directly above the housing for the electrical and/or electronic components so that the dielectric fluid rendered in liquid form and crossing the dielectric fluid outlet of the heat exchanger is directed at least partially towards the bottom wall of the housing.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, les moyens de déplacement de la vapeur de fluide diélectrique comprennent au moins une gouttière agencée autour d’un conduit de circulation de l’échangeur de chaleur, la gouttière étant ouverte sur l’intérieur du boîtier, une face interne de la gouttière et une face externe du conduit de circulation en regard de la face interne de la gouttière participant à délimiter entre elles un chemin de circulation du fluide diélectrique sous forme gazeuse autour du conduit de circulation. According to another optional feature of the invention, the means for moving the dielectric fluid vapor comprise at least one gutter arranged around a circulation duct of the heat exchanger, the gutter being open to the inside of the housing , an internal face of the gutter and an external face of the circulation duct opposite the internal face of the gutter participating in delimiting between them a path for the circulation of the dielectric fluid in gaseous form around the circulation duct.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, les moyens de déplacement de la vapeur comprennent une pluralité de gouttières ouvertes sur l’intérieur du boîtier, solidaires les unes des autres et s’étendant parallèlement les unes par rapport aux autres, les gouttières étant réalisées d’un seul tenant en formant une plaque de condensation, un conduit de circulation de fluide caloporteur étant logé à l’intérieur de chacune des gouttières de manière à former autant de chemins de circulation du fluide diélectrique sous forme gazeuse que de gouttières. According to another optional characteristic of the invention, the steam displacement means comprise a plurality of gutters open on the inside of the casing, integral with each other and extending parallel to each other, the gutters being made in one piece by forming a condensation plate, a coolant fluid circulation conduit being housed inside each of the gutters so as to form as many paths for the circulation of the dielectric fluid in gaseous form as there are gutters.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, les moyens de déplacement de la vapeur comprennent au moins une gouttière ouverte sur l’intérieur du boîtier, le conduit de fluide caloporteur étant formé dans l’épaisseur de la gouttière, une face interne de la gouttière participant à former l’échangeur de chaleur et un chemin de circulation du fluide diélectrique sous forme gazeuse. La présente invention a également pour objet un système électronique comprenant au moins un composant électrique et/ ou électronique et un dispositif de régulation thermique selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes, le système de condensation étant installé entre l’au moins un composant électrique et/ou électronique et la paroi de recouvrement du boîtier.According to another optional characteristic of the invention, the steam displacement means comprise at least one gutter open on the inside of the casing, the heat transfer fluid conduit being formed in the thickness of the gutter, an internal face of the gutter participating in forming the heat exchanger and a circulation path for the dielectric fluid in gaseous form. The present invention also relates to an electronic system comprising at least one electrical and/or electronic component and a thermal regulation device according to any one of the preceding characteristics, the condensation system being installed between the at least one electrical component and / or electronics and the covering wall of the case.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, le conduit de fluide caloporteur est relié à un système de refroidissement comportant au moins un échangeur thermique apte à refroidir le fluide caloporteur. According to another optional feature of the invention, the heat transfer fluid conduit is connected to a cooling system comprising at least one heat exchanger capable of cooling the heat transfer fluid.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, un dispositif de chauffage est disposé dans le fond du boîtier, le dispositif de chauffage étant avantageusement configuré pour participer au chauffage du fluide diélectrique projeté sur les équipements électriques et/ou électroniques et récupéré dans ledit fond du boîtier dans le cas où l’élément électriques et/ou électronique présente une température trop faible pour permettre un bon fonctionnement et/ou l’optimisation de la charge de celui-ci s’il s’agit d’un élément de stockage d’énergie électrique. According to another optional characteristic of the invention, a heating device is arranged in the bottom of the case, the heating device being advantageously configured to participate in the heating of the dielectric fluid projected onto the electrical and/or electronic equipment and recovered in said bottom of the case in the case where the electrical and/or electronic element has a temperature that is too low to allow proper operation and/or optimization of the charge thereof if it is a storage element of 'electric energy.
La présente invention concerne aussi un dispositif de régulation thermique d’un composant électrique ou électronique dont la température doit être régulée, ledit composant électrique ou électronique étant susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, le dispositif de régulation thermique comportant un boîtier configuré pour loger au moins le composant électrique ou électronique, un circuit d’un fluide diélectrique et un dispositif de projection dudit fluide diélectrique vers le composant électrique ou électronique caractérisé en ce que le fluide diélectrique est choisi pour être apte à passer en phase gazeuse sous l’effet d’un échange de chaleur lors du contact avec le composant électrique ou électronique, en ce que le boîtier comporte au moins une paroi de condensation du fluide diélectrique sous sa forme vaporisée et en ce que le boîtier comprend en outre un moyen de mise en mouvement du fluide diélectrique sous sa forme vaporisée. The present invention also relates to a thermal regulation device for an electrical or electronic component whose temperature must be regulated, said electrical or electronic component being capable of releasing heat during its operation, the thermal regulation device comprising a housing configured to house at least the electrical or electronic component, a circuit of a dielectric fluid and a device for spraying said dielectric fluid towards the electrical or electronic component, characterized in that the dielectric fluid is chosen to be capable of passing into the gaseous phase under the effect of a heat exchange during contact with the electrical or electronic component, in that the housing comprises at least one wall for condensing the dielectric fluid in its vaporized form and in that the housing further comprises a means for moving dielectric fluid in its vaporized form.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, le moyen de mise en mouvement dirige ledit flux d’air de manière tangentielle à ladite paroi de condensation. Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, un moyen de contrôle du moyen de mise en mouvement de façon à l’activer en fonction d’au moins un paramètre, notamment un paramètre mesuré par une sonde. According to an optional characteristic of the invention, the moving means directs said flow of air tangentially to said condensation wall. According to another optional characteristic of the invention, a means for controlling the means for moving so as to activate it as a function of at least one parameter, in particular a parameter measured by a probe.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, la sonde mesure un paramètre parmi la température du fluide ou du composant électrique ou électronique, la consommation ou la vitesse d’un moteur relié auxdits composants. According to another optional characteristic of the invention, the probe measures a parameter among the temperature of the fluid or of the electrical or electronic component, the consumption or the speed of a motor connected to said components.
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 by way of indication and not limitation with reference to the appended schematic drawings on the other. part, on which:
[Fig. 1] est une représentation schématique d’un véhicule comprenant un système électronique et un dispositif de régulation thermique selon l’invention ; [Fig. 1] is a schematic representation of a vehicle comprising an electronic system and a thermal regulation device according to the invention;
[Fig. 2] est une représentation en perspective du système électronique représenté sur la figure 1 ; [Fig. 2] is a perspective representation of the electronic system shown in Figure 1;
[Fig. 3] est une représentation schématique d’un premier exemple de réalisation du dispositif de régulation thermique équipant le système représenté sur les figures 1 et 2 ; [Fig. 3] is a schematic representation of a first embodiment of the thermal regulation device fitted to the system represented in FIGS. 1 and 2;
[Fig. 4] est une représentation schématique d’un deuxième exemple de réalisation du dispositif de régulation thermique équipant le système représenté sur les figures 1 et 2 ; [Fig. 4] is a schematic representation of a second embodiment of the thermal regulation device fitted to the system represented in FIGS. 1 and 2;
[Fig. 5] est une représentation schématique d’un troisième exemple de réalisation du dispositif de régulation thermique équipant le système représenté sur les figures 1 et 2 ; [Fig. 5] is a schematic representation of a third embodiment of the thermal regulation device fitted to the system represented in FIGS. 1 and 2;
[Fig. 6] est une représentation schématique d’un quatrième exemple de réalisation du dispositif de régulation thermique équipant le système représenté sur les figures 1 et 2 ; [Fig. 6] is a schematic representation of a fourth embodiment of the thermal regulation device fitted to the system represented in FIGS. 1 and 2;
[Fig. 7] est une représentation schématique d’une variante de réalisation du dispositif de régulation thermique équipant le système représenté sur les figures 1 et 2. 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. [Fig. 7] is a schematic representation of an alternative embodiment of the thermal regulation device fitted to the system represented in FIGS. 1 and 2. The features, variants and different embodiments of the invention may be associated with each other, in various combinations, insofar as they are not incompatible or exclusive with respect to each other. In particular, variants of the invention may be imagined comprising only a selection of characteristics described below in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage and/or to differentiate the invention. compared to the prior art.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence. In the figures, the elements common to several figures retain the same reference.
Dans la description détaillée qui va suivre, les dénominations « longitudinale »,In the detailed description which follows, the denominations "longitudinal",
« transversale » et « verticale » se réfèrent à l’orientation d’un système électronique selon l’invention selon un repère L, V, T illustré sur la figure 2."transverse" and "vertical" refer to the orientation of an electronic system according to the invention according to a reference L, V, T illustrated in figure 2.
Par ailleurs, dans la description détaillée qui va suivre, le dispositif de régulation thermique selon un aspect de l’invention va être décrit en relation avec un système électronique sous forme de système de stockage d’énergie électrique de véhicule automobile, mais il doit être compris qu’une telle application n’est pas limitative et qu’elle pourrait notamment être appliquée dans le contexte de l’invention à des composants électriques et/ou électroniques équipant d’autres systèmes électroniques et par exemple des serveurs informatiques. Furthermore, in the detailed description which follows, the thermal regulation device according to one aspect of the invention will be described in relation to an electronic system in the form of a motor vehicle electrical energy storage system, but it must be understood that such an application is not limiting and that it could in particular be applied in the context of the invention to electrical and/or electronic components equipping other electronic systems and for example computer servers.
Sur les figures 1 et 2, un système de stockage électrique 1, apte notamment à équiper un véhicule 2 automobile à motorisation électrique ou hybride, est illustré. Un tel système de stockage électrique 1 est notamment destiné à fournir une énergie électrique au véhicule 2 automobile en vue de son déplacement.In FIGS. 1 and 2, an electrical storage system 1, capable in particular of equipping a motor vehicle 2 with electric or hybrid motorization, is illustrated. Such an electrical storage system 1 is intended in particular to supply electrical energy to the motor vehicle 2 with a view to its movement.
Le système de stockage électrique 1 comporte un dispositif de régulation thermique 4 configuré pour refroidir ou monter en température chaque composant électrique et/ou électronique 6 formant partie du système de stockage électrique 1, ces composants étant notamment susceptibles de s’échauffer lors de leur fonctionnement ou de leur charge. The electrical storage system 1 comprises a thermal regulation device 4 configured to cool or raise the temperature of each electrical and/or electronic component 6 forming part of the electrical storage system 1, these components being in particular likely to heat up during their operation. or their charge.
Plus particulièrement, ce dispositif de régulation thermique 4 comprend au moins un boîtier 8 qui est configuré pour recevoir une pluralité desdits composants électriques et/ ou électroniques 6, prenant ici la forme d’éléments de batterie îo, et il comprend en outre des moyens de régulation thermique 12 aptes à réguler la température des composants électriques ou électroniques 6 à l’intérieur du boîtier 8. Il convient de noter que d’autres configurations du système de stockage électrique 1 pourraient être mises en œuvre selon l’invention dès lors que ce système comprend un dispositif de régulation thermique 4 conforme à l’invention. More particularly, this thermal regulation device 4 comprises at least one casing 8 which is configured to receive a plurality of said electrical and/or electronic components 6, here taking the form of battery cells, and it further comprises thermal regulation means 12 able to regulate the temperature of the electrical or electronic components 6 inside the casing 8. It should be noted that other configurations of the electrical storage system 1 could be implemented according to the invention when this system comprises a thermal regulation device 4 in accordance with the invention.
Le boîtier 8 comprend une pluralité de parois qui définissent à l’intérieur de ce boîtier 8 un logement 14, plus particulièrement visible à la figure 2, qui est configuré pour recevoir au moins les composants électriques et/ou électroniques 6 et les moyens de régulation thermique 12. Les parois définissant le boîtier 8 forment notamment une base 16 et une paroi de recouvrement 18.The casing 8 comprises a plurality of walls which define inside this casing 8 a housing 14, more particularly visible in FIG. 2, which is configured to receive at least the electrical and/or electronic components 6 and the regulation means thermal 12. The walls defining the housing 8 form in particular a base 16 and a covering wall 18.
La base 16 comprend une paroi de fond 20 et une pluralité de parois latérales 22. De manière plus précise, la paroi de fond 20 s’étend dans un plan parallèle aux directions longitudinale L et transversale T globalement sous la forme d’un quadrilatère, avantageusement rectangulaire, les parois latérales 22 s’étendant quant à elle chacune depuis un côté de la paroi de fond 20 en s’inscrivant dans un plan parallèle aux directions longitudinale L et verticale V. En d’autres termes, les parois latérales 22 s’étendent depuis la paroi de fond 20 , avantageusement de façon perpendiculairement à cette dernière, mais peut dans certains modes de réalisation présenter un angle non nul et non droit.Base 16 includes a bottom wall 20 and a plurality of side walls 22. More specifically, bottom wall 20 extends in a plane parallel to the longitudinal L and transverse T directions generally in the form of a quadrilateral, advantageously rectangular, the side walls 22 for their part each extending from one side of the bottom wall 20 while being inscribed in a plane parallel to the longitudinal L and vertical V directions. In other words, the side walls 22 s extend from the bottom wall 20, advantageously perpendicular to the latter, but may in some embodiments have a non-zero and non-right angle.
La paroi de recouvrement 18 présente une forme sensiblement identique à celle de la paroi de fond 20, donc ici sous la forme d’un quadrilatère avantageusement rectangulaire, et est agencé pour recouvrir la base 16 du boîtier 8 et fermer l’ouverture entre les parois latérales 22 par laquelle les composants électriques et/ ou électroniques 6 sont placés dans le logement 14. On comprend notamment que la paroi de recouvrement 18 est disposée en surplomb de la base 16, en contact des bords libres des parois latérales 22, notamment lorsque le système de stockage électrique 1 est monté sur le véhicule 2 automobile. The cover wall 18 has a shape substantially identical to that of the bottom wall 20, therefore here in the form of an advantageously rectangular quadrilateral, and is arranged to cover the base 16 of the housing 8 and close the opening between the walls. 22 by which the electrical and/or electronic components 6 are placed in the housing 14. It is understood in particular that the cover wall 18 is arranged overhanging the base 16, in contact with the free edges of the side walls 22, in particular when the electrical storage system 1 is mounted on the motor vehicle 2.
Par ailleurs, la base 16 et la paroi de recouvrement 18 sont par ailleurs fixées l’une à l’autre de sorte à rendre hermétique le logement 14 du boîtier 8 de l’environnement extérieur du boîtier 8. On comprend par « hermétique » que la base 16 et la paroi de recouvrement 18 sont rendues solidaires l’une de l’autre de sorte qu’aucun échange de fluide ne puisse être réalisé entre l’intérieur du logement 14 du boîtier 8 et l’environnement extérieur du boîtier 8 au niveau de l’interaction entre base et paroi de recouvrement. Furthermore, the base 16 and the cover wall 18 are also fixed to each other so as to make the housing 14 of the housing 8 hermetic. the external environment of the casing 8. It is understood by "hermetic" that the base 16 and the cover wall 18 are made integral with one another so that no exchange of fluid can be carried out between the interior housing 14 of housing 8 and the external environment of housing 8 at the level of the interaction between base and cover wall.
On définit une surface interne 24 et une surface externe 26 de la paroi de recouvrement 18, la surface interne 24 étant disposée en regard des composants électriques et/ou électroniques 6, la surface externe 26 étant quant à elle tournée vers l’extérieur du boîtier 8. An internal surface 24 and an external surface 26 of the cover wall 18 are defined, the internal surface 24 being arranged opposite the electrical and/or electronic components 6, the external surface 26 being for its part turned towards the outside of the casing. 8.
Le dispositif de régulation thermique 4 comprend des moyens de régulation thermique 12 qui sont configurés pour réguler thermiquement les composants électriques et/ou électroniques 6 disposés dans le logement 14. On comprend de cela que les moyens de régulation thermique 12 influent sur la température des composants électriques et/ ou électroniques 6 pour que la température de ces derniers soit comprise dans un intervalle de températures optimales de fonctionnement. The thermal regulation device 4 comprises thermal regulation means 12 which are configured to thermally regulate the electrical and/or electronic components 6 arranged in the housing 14. It is understood from this that the thermal regulation means 12 influence the temperature of the components electrical and / or electronic 6 so that the temperature of the latter is included in a range of optimum operating temperatures.
Pour cela, les moyens de régulation thermique 12 comprennent des moyens pour forcer la circulation d’un fluide diélectrique au sein du dispositif de régulation thermique et un système de condensation 28 dudit fluide diélectrique. For this, the thermal regulation means 12 comprise means for forcing the circulation of a dielectric fluid within the thermal regulation device and a condensation system 28 of said dielectric fluid.
Le fluide diélectrique participe à la régulation thermique des composants électriques et/ou électroniques 6 en échangeant des calories avec lesdits composants électriques et/ou électroniques 6. Pour cela, le fluide diélectrique est contenu dans le logement 14 du boîtier 8, les composants électriques et/ ou électroniques 6 étant au moins en partie immergés dans le fluide diélectrique, permettant ainsi l’échange de calories sur l’ensemble des surfaces externes des composants électriques et/ ou électroniques 6 qui est immergé. The dielectric fluid participates in the thermal regulation of the electrical and/or electronic components 6 by exchanging calories with said electrical and/or electronic components 6. For this, the dielectric fluid is contained in the housing 14 of the housing 8, the electrical components and / or electronic 6 being at least partly immersed in the dielectric fluid, thus allowing the exchange of calories on all of the external surfaces of the electrical and / or electronic components 6 which is immersed.
Le fluide diélectrique est plus particulièrement choisi en fonction de sa température d’ébullition, pour prendre une phase gazeuse sous l’effet d’un dégagement de chaleur du composant électrique et/ou électronique 6 au contact duquel est dirigé le fluide diélectrique. Dans l’exemple illustré ici, le fluide diélectrique sous forme liquide échange des calories avec les composants électriques et/ ou diélectriques jusqu’à ce que la température du fluide diélectrique atteigne et/ou dépasse sa température d’ébullition. Le fluide diélectrique s’évapore et se déplace sous forme de vapeur en direction principalement de la paroi de recouvrement 18, le système de condensation étant positionné dans le logement 14 du boîtier pour se trouver sur le passage du fluide diélectrique sous forme de vapeur. The dielectric fluid is more particularly chosen according to its boiling point, to assume a gaseous phase under the effect of a release of heat from the electrical and/or electronic component 6 in contact with which the dielectric fluid is directed. In the example illustrated here, the dielectric fluid in liquid form exchanges calories with the electrical and/or dielectric components until the temperature of the dielectric fluid reaches and/or exceeds its boiling temperature. The dielectric fluid evaporates and moves in the form of vapor in the direction mainly of the cover wall 18, the condensation system being positioned in the housing 14 of the casing to be in the passage of the dielectric fluid in the form of vapor.
Le système de condensation 28 du fluide diélectrique est configuré pour redonner au fluide diélectrique une forme liquide, en abaissant la température du fluide diélectrique en dessous de la température d’ébullition lorsque le fluide diélectrique est au contact du système de condensation. The dielectric fluid condensation system 28 is configured to return the dielectric fluid to a liquid form, by lowering the temperature of the dielectric fluid below the boiling temperature when the dielectric fluid is in contact with the condensation system.
Selon l’invention et tel qu’illustré sur la figure 3, le système de condensation 28 comprend d’une part un échangeur de chaleur 30 avec au moins un conduit 32 de circulation d’un fluide caloporteur, au contact duquel le fluide diélectrique est apte à se condenser, et d’autre part des moyens de déplacement 34 de la vapeur de fluide diélectrique le long du ou des conduits 32 de circulation de fluide caloporteur. Le fluide diélectrique sous forme gazeuse est mis en circulation à travers l’échangeur de chaleur 30 par les moyens de déplacement 34, de manière à optimiser le refroidissement par échange de calories avec le fluide caloporteur le long du ou des conduits 32 au sein de l’échangeur de chaleur 30. According to the invention and as illustrated in FIG. 3, the condensation system 28 comprises on the one hand a heat exchanger 30 with at least one conduit 32 for the circulation of a coolant fluid, in contact with which the dielectric fluid is capable of condensing, and on the other hand means 34 for displacing the vapor of dielectric fluid along the duct or ducts 32 for circulating the heat transfer fluid. The dielectric fluid in gaseous form is circulated through the heat exchanger 30 by the displacement means 34, so as to optimize the cooling by heat exchange with the heat transfer fluid along the duct(s) 32 within the heat exchanger 30.
L’échange de calories entre le fluide diélectrique et le fluide caloporteur est configuré de sorte que le fluide diélectrique sortant de l’échangeur de chaleur 30 présente une température suffisamment basse pour pouvoir réguler thermiquement par la suite les composants électriques et/ou électroniques 6. Avantageusement, le fluide diélectrique sortant de l’échangeur de chaleur 30 est sous forme liquide. The exchange of calories between the dielectric fluid and the heat transfer fluid is configured so that the dielectric fluid leaving the heat exchanger 30 has a sufficiently low temperature to be able to subsequently thermally regulate the electrical and/or electronic components 6. Advantageously, the dielectric fluid leaving the heat exchanger 30 is in liquid form.
Préférentiellement et tel que plus particulièrement visible sur la figure 3, l’échangeur de chaleur 30, comprenant l’au moins un conduit 32 de circulation de fluide caloporteur, est disposé au niveau de la paroi de recouvrement 18 du boîtier 8. Le conduit 32 s’étend avantageusement le long de la surface interne 24 de la paroi de recouvrement 18, c’est-à-dire la face orientée vers l’intérieur du boîtier 8. Le conduit 32 de fluide caloporteur est avantageusement relié à un système de refroidissement, ici non visible, comportant au moins un échangeur thermique apte à refroidir le fluide caloporteur. Preferably and as more particularly visible in FIG. 3, the heat exchanger 30, comprising the at least one duct 32 for the circulation of heat transfer fluid, is arranged at the level of the covering wall 18 of the casing 8. The duct 32 advantageously extends along the inner surface 24 of the cover wall 18, that is to say the face facing the inside of the housing 8. The heat transfer fluid conduit 32 is advantageously connected to a cooling system, here not visible, comprising at least one heat exchanger capable of cooling the heat transfer fluid.
Dans cette configuration, les moyens de déplacement 34 du fluide diélectrique sous forme gazeuse forcent la circulation du fluide diélectrique sous forme de vapeur vers la paroi de recouvrement 18 et vers le conduit 32 à travers lequel circule le fluide caloporteur. In this configuration, the means 34 for moving the dielectric fluid in gaseous form force the circulation of the dielectric fluid in vapor form towards the cover wall 18 and towards the conduit 32 through which the heat transfer fluid circulates.
Selon des alternatives de l’invention ici non représentées, l’échangeur de chaleur 30 avec l’au moins un conduit 32 de circulation de fluide caloporteur est disposé au niveau d’au moins une des parois latérales 22 du boîtier 8, le cas échéant en s’étendant également en regard de la paroi de recouvrement. Dans cette configuration, les moyens de déplacement 34 du fluide diélectrique sous forme gazeuse forcent la circulation de ce dernier vers la paroi latérale 22 et/ou la paroi de recouvrement au niveau de laquelle, ou desquelles, est disposé le conduit 32. According to alternatives of the invention here not shown, the heat exchanger 30 with the at least one duct 32 for circulating heat transfer fluid is arranged at the level of at least one of the side walls 22 of the housing 8, if necessary. also extending opposite the covering wall. In this configuration, the means 34 for moving the dielectric fluid in gaseous form force the circulation of the latter towards the side wall 22 and/or the covering wall at the level of which, or which, the conduit 32 is arranged.
Dans le premier exemple de réalisation de l’invention, l’échangeur de chaleur 30 présente la forme d’une paroi creuse logeant l’au moins un conduit 32 de circulation de fluide caloporteur, et les moyens de déplacement 34 de la vapeur de fluide diélectrique sont configurés pour forcer le fluide diélectrique à circuler à travers la paroi creuse. In the first exemplary embodiment of the invention, the heat exchanger 30 has the form of a hollow wall housing the at least one duct 32 for circulating heat transfer fluid, and the means 34 for moving the fluid vapor dielectric are configured to force the dielectric fluid to flow through the hollow wall.
On comprend par « paroi creuse » que la paroi présente deux pans s’étendant sensiblement parallèlement l’un de l’autre et participant à délimiter entre elles un espace de circulation 36 du fluide diélectrique. Plus particulièrement, l’au moins un conduit 32 s’étend dans l’espace de circulation 36, et est donc délimité par chacun des deux pans, de sorte que le fluide diélectrique mis en circulation par les moyens de déplacement 34 dans l’espace de circulation 36 longe l’au moins un conduit 32 et échanges de calories avec le fluide caloporteur. It is understood by "hollow wall" that the wall has two sections extending substantially parallel to one another and participating in delimiting between them a circulation space 36 of the dielectric fluid. More particularly, the at least one duct 32 extends in the circulation space 36, and is therefore delimited by each of the two sides, so that the dielectric fluid circulated by the displacement means 34 in the space circulation 36 along the at least one conduit 32 and heat exchange with the heat transfer fluid.
Un pan délimitant cette paroi creuse, à savoir le pan le plus proche de l’intérieur du boîtier et des composants électriques et/ou électroniques, forme une plaque de condensation 38, apte à refroidir le fluide diélectrique pour lui rendre une forme liquide. Un premier pan de la paroi creuse peut être formé par la paroi de recouvrement 18 du boîtier 8 et la paroi de condensation 38 s’étend à distance de la paroi de recouvrement pour former l’espace de circulation 36, l’au moins un conduit 32 de circulation de fluide caloporteur s’étendant à l’intérieur du boîtier 8 entre la plaque de condensation 38 et la paroi de recouvrement 18. A section delimiting this hollow wall, namely the section closest to the interior of the case and the electrical and/or electronic components, forms a condensation plate 38, able to cool the dielectric fluid to return it to a liquid form. A first section of the hollow wall can be formed by the cover wall 18 of the casing 8 and the condensation wall 38 extends at a distance from the cover wall to form the circulation space 36, the at least one duct 32 for circulating heat transfer fluid extending inside the housing 8 between the condensation plate 38 and the covering wall 18.
La plaque de condensation 38 comprend une première face 40, orientée vers l’intérieur du boîtier 8 et les composants électriques et/ou électroniques 6, et une face externe 42, orientée vers la paroi de recouvrement dans le cas illustré, et de manière plus générale vers la paroi en regard de laquelle est positionné le système de condensation 28, cette deuxième face 42 participant à délimitant l’espace de circulation 36 de l’échangeur de chaleur 30. Le fluide diélectrique recondensé au sein de l’échangeur de chaleur 30 s’écoule ainsi plus particulièrement le long de la deuxième face 42 de la plaque de condensation 38. Selon l’invention, les moyens de déplacement 34 sont prévus pour diriger principalement le fluide diélectrique sous forme de vapeur en direction de l’espace de circulation 36. Le fluide diélectrique circule dans l’espace de circulation 36 et est amené à longer les portions tubulaires définissant le conduit 32 de circulation qui s’étend dans cet espace de circulation 36, à distance de la deuxième face 42 de la plaque de condensation 38 et de la paroi de recouvrement. Des moyens de positionnement, ici non visibles, permettent de maintenir le conduit 32 à distance des pans délimitant l’espace de circulation, de sorte que le fluide diélectrique sous forme de vapeur puisse circuler dans l’espace de circulation sans être bloqué par le conduit 32. II convient de noter qu’une partie du fluide diélectrique sous forme de vapeur en libre circulation dans le logement 14 du boîtier 8 peut entrer en contact avec la première face 40 de la plaque de condensation 38 et une condensation d’une partie du fluide diélectrique peut se faire dans le logement 14, à l’extérieur de l’échangeur de chaleur 30. L’échangeur de chaleur 30 s’étend entre deux ouvertures communiquant avec le logement 14 du boîtier. Plus particulièrement l’échangeur de chaleur 30 comprend une ouverture d’entrée 44, par laquelle est apte à pénétrer le fluide diélectrique sous l’effet de l’actionnement des moyens de déplacement 34 de la vapeur de fluide diélectrique, et une ouverture de sortie 46, par laquelle est apte à passer le fluide diélectrique rendu sous forme liquide sous l’effet de l’échange de chaleur avec le fluide caloporteur. L’espace de circulation 36 du fluide diélectrique est ainsi relié au logement 14 du boîtier 8 par l’ouverture d’entrée 44 et par l’ouverture de sortie 46. Le fluide diélectrique sous forme de vapeur peut ainsi être mis en circulation par les moyens de déplacement 34 vers l’ouverture d’entrée 44 de l’échangeur de chaleur 30 de sorte que le fluide diélectrique sous forme de vapeur accède l’espace de circulation 36 de l’échangeur de chaleur 30 à travers l’ouverture d’entrée 44. Et les moyens de déplacement 34 sont par ailleurs configurés pour forcer le déplacement du fluide diélectrique au sein de l’espace de circulation 36 et le diriger vers l’ouverture de sortie 46 de l’échangeur de chaleur 30. The condensation plate 38 comprises a first face 40, oriented towards the inside of the box 8 and the electrical and/or electronic components 6, and an outer face 42, oriented towards the cover wall in the case illustrated, and more generally towards the wall facing which the condensation system 28 is positioned, this second face 42 participating in delimiting the circulation space 36 of the heat exchanger 30. The dielectric fluid recondensed within the heat exchanger 30 thus flows more particularly along the second face 42 of the condensation plate 38. According to the invention, the displacement means 34 are provided to mainly direct the dielectric fluid in the form of vapor in the direction of the circulation space 36. The dielectric fluid circulates in the circulation space 36 and is caused to follow the tubular portions defining the circulation conduit 32 which extends in this circulation space 36, at istance of the second face 42 of the condensation plate 38 and the covering wall. Positioning means, here not visible, make it possible to keep the conduit 32 at a distance from the sections delimiting the circulation space, so that the dielectric fluid in the form of vapor can circulate in the circulation space without being blocked by the conduit. 32. It should be noted that part of the dielectric fluid in the form of vapor in free circulation in the housing 14 of the casing 8 can come into contact with the first face 40 of the condensation plate 38 and a condensation of part of the dielectric fluid can be made in the housing 14, outside the heat exchanger 30. The heat exchanger 30 extends between two openings communicating with the housing 14 of the housing. More particularly the heat exchanger 30 comprises an inlet opening 44, through which the fluid is capable of penetrating dielectric under the effect of the actuation of the means 34 for displacing the vapor of dielectric fluid, and an outlet opening 46, through which the dielectric fluid rendered in liquid form under the effect of the exchange of heat with the heat transfer fluid. The circulation space 36 of the dielectric fluid is thus connected to the housing 14 of the casing 8 by the inlet opening 44 and by the outlet opening 46. The dielectric fluid in the form of vapor can thus be put into circulation by the means 34 for moving towards the inlet opening 44 of the heat exchanger 30 so that the dielectric fluid in the form of vapor reaches the circulation space 36 of the heat exchanger 30 through the opening of inlet 44. And the displacement means 34 are also configured to force the displacement of the dielectric fluid within the circulation space 36 and direct it towards the outlet opening 46 of the heat exchanger 30.
Tel qu’illustré sur la figure 3, les moyens de déplacement 34 comprennent un organe de ventilation 48. L’organe de ventilation 48 comprend par exemple une hélice apte à être entraînée en rotation pour aspirer d’une part du fluide diélectrique sous forme de vapeur présent dans le logement 14 du boîtier 8 et d’autre part pousser ledit fluide diélectrique vers l’espace de circulation 36 au sein de l’échangeur de chaleur 30. As illustrated in Figure 3, the displacement means 34 comprise a ventilation member 48. The ventilation member 48 comprises for example a propeller capable of being driven in rotation to suck on the one hand the dielectric fluid in the form of vapor present in the housing 14 of the casing 8 and on the other hand push said dielectric fluid towards the circulation space 36 within the heat exchanger 30.
Avantageusement, l’organe de ventilation 48 est disposé dans le boîtier 8 de manière à forcer le fluide électrique sous forme gazeuse à pénétrer dans l’échangeur de chaleur 30 à travers l’ouverture d’entrée 44. Dans ce contexte, et tel qu’illustré ici sur la figure 3, l’organe de ventilation 48 peut être installé au niveau de l’ouverture d’entrée 44 de l’échangeur de chaleur 30. Advantageously, the ventilation member 48 is arranged in the housing 8 so as to force the electric fluid in gaseous form to enter the heat exchanger 30 through the inlet opening 44. In this context, and as Illustrated here in Figure 3, the ventilation member 48 can be installed at the level of the inlet opening 44 of the heat exchanger 30.
Cependant, et sans sortir du contexte de l’invention, il est entendu qu’un organe de ventilation 48 disposé n’importe où dans le logement 14 du boîtier 8 serait compris dans le cadre de l’invention et formerait des moyens de déplacement au sein de l’invention, dès lors que cet organe de ventilation est configuré pour aspirer le fluide diélectrique sous forme de vapeur qui est en libre circulation dans le logement 14 et qui tend naturellement à se diriger vers la paroi de recouvrement disposée au sommet pour le diriger vers l’espace de circulation 36 et les conduits de fluide caloporteur, et configuré pour forcer le déplacement du fluide diélectrique le long de ces conduits. However, and without departing from the context of the invention, it is understood that a ventilation member 48 disposed anywhere in the housing 14 of the housing 8 would be included within the scope of the invention and would form means of movement at the within the invention, since this ventilation member is configured to suck in the dielectric fluid in the form of vapor which is in free circulation in the housing 14 and which naturally tends to move towards the covering wall arranged at the top for the direct towards the circulation space 36 and the heat transfer fluid conduits, and configured to force the movement of the dielectric fluid along these conduits.
Avantageusement, les moyens de déplacement, ici l’organe de ventilation 48, permettent de diriger la vapeur de fluide diélectrique à travers l’ouverture d’entrée avant que cette vapeur n’atteignent la plaque de condensation 38 mais il convient de noter que ces moyens de déplacement permettent également de récupérer la vapeur de fluide diélectrique présente contre la première face 40 de la plaque de condensation et non encore condensée, pour la forcer à se diriger dans l’espace de circulation 36, de manière à accélérer sa condensation. Dans l’exemple illustré, l’ouverture de sortie 46 de l’échangeur de chaleur 30 est déportée et se retrouve au voisinage d’une paroi latérale. Il en résulte que le fluide diélectrique, rendu à l’état liquide par échange de calories avec le fluide caloporteur tout au long de l’espace de circulation, peut s’écouler dans le logement le long de cette paroi latérale afin de remplir le niveau de fluide diélectrique dans lequel les composants électriques et/ ou électroniques sont immergés, ou bien être récupéré par un dispositif de projection 50 de fluide diélectrique, représenté schématiquement sur la figure 3, ledit dispositif de projection 50 étant configuré pour projeter le fluide diélectrique récupéré directement sur les composants électriques et/ou électroniques 6. Le dispositif de projection 50 est alors relié fluidiquement à l’ouverture de sortie 46 et une pompe peut être prévue pour pousser le fluide sous forme liquide au sein du dispositif de projection vers des orifices en regard des composants électriques et/ou électroniques 6. Advantageously, the displacement means, here the ventilation member 48, make it possible to direct the vapor of dielectric fluid through the inlet opening before this vapor reaches the condensation plate 38 but it should be noted that these displacement means also make it possible to recover the vapor of dielectric fluid present against the first face 40 of the condensation plate and not yet condensed, to force it to move into the circulation space 36, so as to accelerate its condensation. In the example illustrated, the outlet opening 46 of the heat exchanger 30 is offset and is found in the vicinity of a side wall. As a result, the dielectric fluid, rendered in the liquid state by heat exchange with the heat transfer fluid throughout the circulation space, can flow into the housing along this side wall in order to fill the level of dielectric fluid in which the electrical and/or electronic components are immersed, or else be recovered by a dielectric fluid projection device 50, shown schematically in FIG. 3, said projection device 50 being configured to project the recovered dielectric fluid directly on the electrical and/or electronic components 6. The projection device 50 is then fluidically connected to the outlet opening 46 and a pump can be provided to push the fluid in liquid form within the projection device towards orifices opposite electrical and/or electronic components 6.
On va maintenant décrire plusieurs exemples de réalisation de l’invention alternatifs à celui qui vient d’être décrit en référence aux figures 4 à 6. We will now describe several alternative embodiments of the invention to that which has just been described with reference to FIGS. 4 to 6.
Selon un deuxième exemple de réalisation de l’invention représenté sur la figure 4, le fluide diélectrique circule dans le conduit 32 et le fluide caloporteur dans l’espace de circulation 36 de l’échangeur de chaleur 30. According to a second embodiment of the invention shown in Figure 4, the dielectric fluid circulates in the conduit 32 and the heat transfer fluid in the circulation space 36 of the heat exchanger 30.
Plus particulièrement, l’espace de circulation 36 est hermétique au logement 14 et est relié à un système de distribution du fluide caloporteur, le fluide caloporteur circulant alors entre la deuxième face 42 de la plaque de condensation 38 et le pan opposé, autour du conduit 32. Ce dernier est relié fluidiquement à l’ouverture d’entrée 44 et à l’ouverture de sortie de sorte que le fluide diélectrique sous forme de vapeur soit poussé vers le conduit 32 à travers l’ouverture d’entrée et que le fluide diélectrique recondensé puisse être rediriger vers le logement 14 du boîtier 8 à travers l’ouverture de sortie, non visible sur la figure 4. Dans ce deuxième exemple de réalisation, on s’assure de la longueur du trajet du fluide diélectrique au sein de l’espace de circulation 36 entre l’ouverture d’entrée et l’ouverture de sortie, et on s’assure ainsi du temps pendant lequel le fluide diélectrique est apte à échanger des calories avec le fluide caloporteur, à travers la paroi du conduit 32. More particularly, the circulation space 36 is hermetic to the housing 14 and is connected to a heat transfer fluid distribution system, the heat transfer fluid then circulating between the second face 42 of the condensation 38 and the opposite face, around the conduit 32. The latter is fluidically connected to the inlet opening 44 and to the outlet opening so that the dielectric fluid in the form of vapor is pushed towards the conduit 32 through the inlet opening and that the recondensed dielectric fluid can be redirected towards the housing 14 of the casing 8 through the outlet opening, not visible in FIG. 4. In this second embodiment, it is ensured that the length of the path of the dielectric fluid within the circulation space 36 between the inlet opening and the outlet opening, and the time during which the dielectric fluid is capable of exchanging calories with the heat transfer fluid, through the wall of conduit 32.
L’échangeur de chaleur dans ce deuxième exemple de réalisation est avantageusement réalisé d’un seul tenant, et rapporté contre la paroi de recouvrement du boîtier, de manière à assurer plus facilement l’étanchéité de l’échangeur de chaleur. The heat exchanger in this second exemplary embodiment is advantageously made in one piece, and fitted against the covering wall of the casing, so as to more easily seal the heat exchanger.
Conformément à ce qui a pu être décrit précédemment, les moyens de déplacement 34 sont disposés dans le boîtier 8 pour forcer le mouvement du fluide diélectrique, notamment sous sa forme gazeuse, à travers l’échangeur de chaleur 30, en poussant ce fluide à travers l’ouverture d’entrée 44 puis au sein du conduit 32 en direction de l’ouverture de sortie. In accordance with what has been described previously, the movement means 34 are arranged in the housing 8 to force the movement of the dielectric fluid, in particular in its gaseous form, through the heat exchanger 30, by pushing this fluid through the inlet opening 44 then within the duct 32 in the direction of the outlet opening.
Selon un troisième exemple de réalisation de l’invention représenté sur la figure 5, le système de condensation 28 comprend là encore un échangeur de chaleur 30 avec au moins un conduit 32 de circulation d’un fluide caloporteur, et des moyens de déplacement 34 de la vapeur de fluide diélectrique, et le système de condensation 28 diffère de ce qui a été précédemment décrit en ce que les moyens de déplacement sont agencés autour du conduit 32 de circulation formant l’échangeur de chaleur 30. La gouttière 52 présente une section ouverte sur l’intérieur du boîtier 8, et le conduit 32 est disposé à l’intérieur de la gouttière, en étant disposé à distance de la paroi définissant la gouttière. Des moyens de maintien en position du conduit 32, ici non représentés, sont disposés ponctuellement dans la gouttière, et/ou sur une paroi latérale du boîtier, pour maintenir le conduit 32 à une distance suffisante d’une face interne de la gouttière 52 pour délimiter entre cette face interne de la gouttière et une face externe du conduit 32 de circulation du fluide caloporteur un chemin de circulation du fluide diélectrique sous forme gazeuse autour du conduit 32 de circulation. According to a third exemplary embodiment of the invention shown in Figure 5, the condensation system 28 again comprises a heat exchanger 30 with at least one pipe 32 for circulating a heat transfer fluid, and means 34 for moving the the dielectric fluid vapor, and the condensation system 28 differs from what has been previously described in that the displacement means are arranged around the circulation pipe 32 forming the heat exchanger 30. The gutter 52 has an open section on the inside of the housing 8, and the duct 32 is placed inside the gutter, being placed at a distance from the wall defining the gutter. Means for holding conduit 32 in position, not shown here, are arranged at times in the gutter, and/or on a side wall of the housing, to hold conduit 32 at a sufficient distance from an internal face of gutter 52 to delimit between this internal face of the gutter and a external face of the conduit 32 for circulation of the heat transfer fluid a path for the circulation of the dielectric fluid in gaseous form around the conduit 32 of circulation.
Le chemin de circulation du fluide diélectrique autour du conduit 32 présente une section en forme d’anneau partiel annulaire selon une coupe vue dans un plan perpendiculaire à la direction principale de circulation de fluide au sein de la gouttière 52. The circulation path of the dielectric fluid around the conduit 32 has a section in the shape of an annular partial ring according to a section seen in a plane perpendicular to the main direction of fluid circulation within the gutter 52.
La face interne de la gouttière 52 participe ainsi à délimiter le chemin de circulation du fluide diélectrique. Il résulte de ceci que l’on augmente la surface d’échange entre le fluide diélectrique et le fluide caloporteur à travers le conduit 32, le fluide diélectrique pouvant circuler tout autour du conduit. La forme de la gouttière 52, avec une face interne qui s’étend à distance constante de la face externe du conduit, permet de s’assurer que le fluide diélectrique est constamment en mouvement autour du conduit 32, en tournant autour du conduit dans un sens horaire ou anti-horaire vu dans le plan de coupe précédemment évoqué, le fluide diélectrique étant naturellement aspiré dans la gouttière autour du conduit par l’effet Venturi formé par la section réduite entre la gouttière et le conduit. The internal face of the gutter 52 thus participates in delimiting the circulation path of the dielectric fluid. The result of this is that the exchange surface between the dielectric fluid and the heat transfer fluid is increased through the conduit 32, the dielectric fluid being able to circulate all around the conduit. The shape of the gutter 52, with an internal face which extends at a constant distance from the external face of the conduit, makes it possible to ensure that the dielectric fluid is constantly in motion around the conduit 32, rotating around the conduit in a clockwise or anti-clockwise seen in the section plane mentioned above, the dielectric fluid being naturally sucked into the gutter around the pipe by the Venturi effect formed by the reduced section between the gutter and the pipe.
Conformément à ce qui a pu être évoqué précédemment, le fluide diélectrique à l’état gazeux circulant librement dans le logement 14 est refroidi en entrant en contact avec la face externe du conduit 32. En refroidissant, le fluide diélectrique gazeux passe à l’état liquide et s’écoule ensuite vers la paroi de fond 20 du boîtier 8, la forme ouverte de la gouttière permettant un écoulement par gravité du fluide diélectrique rendu liquide par condensation en direction du logement et des composants électriques et/ou électroniques. In accordance with what has been mentioned previously, the dielectric fluid in the gaseous state circulating freely in the housing 14 is cooled by coming into contact with the outer face of the conduit 32. On cooling, the gaseous dielectric fluid passes to the state liquid and then flows towards the bottom wall 20 of the housing 8, the open shape of the gutter allowing flow by gravity of the dielectric fluid made liquid by condensation towards the housing and the electrical and/or electronic components.
Avantageusement, les moyens de déplacement 34 de la vapeur comprennent une pluralité de gouttières 52 ouvertes sur l’intérieur du boîtier 8, solidaires les unes des autres et s’étendant parallèlement les unes par rapport aux autres, en formant une plaque de condensation 38, s’étendant en regard d’une des parois du boîtier, ici la paroi de recouvrement 18. Les gouttières 52 peuvent notamment être étant réalisées d’un seul tenant. Un conduit 32 de circulation de fluide caloporteur est logé à l’intérieur de chacune des gouttières 52 de manière à former autant de chemins de circulation du fluide diélectrique sous forme gazeuse que de gouttières 52. Advantageously, the steam displacement means 34 comprise a plurality of gutters 52 open on the inside of the casing 8, integral with each other and extending parallel to each other, forming a condensation plate 38, extending facing one of the walls of the case, here the cover wall 18. The gutters 52 can in particular be made in one piece. A pipe 32 for the circulation of heat transfer fluid is housed inside each of the gutters 52 so as to to form as many paths for the circulation of the dielectric fluid in gaseous form as there are gutters 52.
La figure 6 illustre un quatrième exemple de réalisation de l’invention qui diffère de ce qui vient d’être décrit pour le troisième exemple de réalisation en ce que la ou les gouttières 52 participent aussi bien à former les moyens de déplacement 34 du fluide diélectrique sous forme de vapeur que l’échangeur de chaleur à l’intérieur duquel circule le fluide caloporteur. FIG. 6 illustrates a fourth exemplary embodiment of the invention which differs from what has just been described for the third exemplary embodiment in that the gutter(s) 52 participate equally well in forming the means 34 for displacing the dielectric fluid in the form of vapor than the heat exchanger inside which circulates the coolant.
La ou les gouttières 52 sont comme précédemment ouvertes sur l’intérieur du boîtier 8, mais sont ici configurés pour que le conduit 32 de fluide caloporteur soit formé dans l’épaisseur de la gouttière 52. L’échange de calories se fait au niveau d’une face interne de la gouttière 52 qui participe à déli miter l’espace de circulation du fluide caloporteur et un chemin de circulation du fluide diélectrique sous forme gazeuse au sein de la gouttière. The gutter(s) 52 are as previously open onto the inside of the casing 8, but are here configured so that the conduit 32 of coolant fluid is formed in the thickness of the gutter 52. The heat exchange takes place at the level of an internal face of the gutter 52 which participates in delimiting the space for circulation of the heat transfer fluid and a path for the circulation of the dielectric fluid in gaseous form within the gutter.
La figure 7 illustre une variante de réalisation dans laquelle chaque conduit 32 est équipé sur sa face externe d’ailettes 54 visant à augmenter la surface d’échange entre le conduit et le fluide diélectrique sous forme vapeur circulant autour du conduit. Les ailettes 54, ici au nombre de huit sans que cela soit limitatif de l’invention, sont angulairement régulièrement réparties sur le conduit 32. FIG. 7 illustrates a variant embodiment in which each conduit 32 is equipped on its outer face with fins 54 aimed at increasing the exchange surface between the conduit and the dielectric fluid in vapor form circulating around the conduit. The fins 54, here eight in number without this being limiting of the invention, are angularly regularly distributed over the duct 32.
Dans l’exemple illustré sur la figure 7, ces ailettes 54 équipent des conduits 32 respectivement disposés au sein de gouttières conformément à ce qui a pu être décrit dans le troisième exemple de réalisation et ces ailettes peuvent servir à positionner les conduits à distance régulière de la face interne de la gouttière. Toutefois, il convient de noter que les conduits 32 pourraient être agencés dans le logement 14 en regard de la paroi de recouvrement 18 sans pour autant être logés dans des gouttières, dès lors que des moyens de déplacement, par exemple un ventilateur conforme à ce qui a été décrit pour le premier mode de réalisation favorise le déplacement du fluide diélectrique le long des conduits dont la surface d’échange a été augmentée par la présence des ailettes. In the example illustrated in FIG. 7, these fins 54 equip ducts 32 respectively arranged within gutters in accordance with what has been described in the third example embodiment and these fins can be used to position the ducts at a regular distance from the inner side of the gutter. However, it should be noted that the ducts 32 could be arranged in the housing 14 opposite the covering wall 18 without however being housed in the gutters, since the means of displacement, for example a fan in accordance with what has been described for the first embodiment promotes the movement of the dielectric fluid along the conduits, the exchange surface of which has been increased by the presence of the fins.
Il résulte de ce qui précède, et notamment de la description détaillée de plusieurs exemples de réalisation, que l’invention parvient à atteindre le but qu’elle s’est fixée, à savoir réaliser une régulation thermique efficace des composants électriques et/ ou électroniques en permettant une condensation plus efficace du fluide diélectrique. It follows from the foregoing, and in particular from the detailed description of several exemplary embodiments, that the invention succeeds in achieving the object that it has set itself, namely to achieve effective thermal regulation of the electrical and/or electronic components by allowing more effective condensation of the dielectric fluid.
La présente invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici et elle s’étend également à tout moyen et configuration équivalents ainsi qu’à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens. The present invention cannot however be limited to the means and configurations described and illustrated here and it also extends to any equivalent means and configuration as well as to any technically effective combination of such means.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de régulation thermique (4) d’au moins un composant électrique et/ou électronique (6) susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, le dispositif de régulation thermique (4) comportant un boîtier (8) configuré pour loger le au moins un composant électrique et/ou électronique (6) et des moyens de régulation thermique (12) de ce composant électrique et/ou électronique (6) par l’intermédiaire d’un fluide diélectrique, le fluide diélectrique étant choisi pour prendre une phase gazeuse sous l’effet d’un dégagement de chaleur du composant électrique et/ou électronique (6) au contact duquel est dirigé le fluide diélectrique, les moyens de régulation thermique (12) comprenant un système de condensation (28) du fluide diélectrique apte à redonner au fluide diélectrique une forme liquide, caractérisé en ce que le système de condensation (28) comprend d’une part un échangeur de chaleur (30) avec au moins un conduit (32) de circulation de fluide caloporteur, au contact duquel le fluide diélectrique est apte à prendre une forme liquide, et d’autre part des moyens de déplacement (34) de la vapeur de fluide diélectrique le long du ou des conduits (32) de circulation de fluide caloporteur. 1. Thermal regulation device (4) for at least one electrical and/or electronic component (6) capable of releasing heat during its operation, the thermal regulation device (4) comprising a housing (8) configured to housing the at least one electrical and/or electronic component (6) and thermal regulation means (12) of this electrical and/or electronic component (6) by means of a dielectric fluid, the dielectric fluid being chosen to take on a gaseous phase under the effect of a release of heat from the electrical and/or electronic component (6) in contact with which the dielectric fluid is directed, the thermal regulation means (12) comprising a condensation system (28) of the dielectric fluid capable of returning the dielectric fluid to a liquid form, characterized in that the condensation system (28) comprises on the one hand a heat exchanger (30) with at least one duct (32) for the circulation of heat transfer fluid, at the con tact which the dielectric fluid is capable of taking on a liquid form, and on the other hand means (34) for moving the dielectric fluid vapor along the duct(s) (32) for circulating the heat transfer fluid.
2. Dispositif de régulation thermique (4) selon la revendication précédente, dans lequel le boîtier (8) comporte une paroi de fond (20) et des parois latérales (22) formant un logement (14) dimensionné pour recevoir l’au moins un composant électrique et/ ou électronique (6), le boîtier (8) comportant par ailleurs une paroi de recouvrement (18) apte à refermer ledit logement (14), et dans lequel l’échangeur de chaleur (30) avec l’au moins un conduit (32) de circulation de fluide caloporteur est disposé au niveau de la paroi de recouvrement (18) et/ou d’une des parois latérales (22) du boîtier (8). 2. Thermal regulation device (4) according to the preceding claim, wherein the housing (8) comprises a bottom wall (20) and side walls (22) forming a housing (14) sized to receive the at least one electrical and/or electronic component (6), the casing (8) further comprising a covering wall (18) suitable for closing said housing (14), and in which the heat exchanger (30) with the at least a duct (32) for circulating heat transfer fluid is arranged at the level of the cover wall (18) and/or of one of the side walls (22) of the casing (8).
3. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’échangeur de chaleur (30) présente la forme d’une paroi creuse logeant l’au moins un conduit (32) de circulation de fluide caloporteur, et dans lequel les moyens de déplacement (34) de la vapeur de fluide diélectrique sont configurés pour forcer le fluide diélectrique à circuler à travers la paroi creuse. 3. Thermal control device (4) according to one of the preceding claims, wherein the heat exchanger (30) has the form of a hollow wall housing the at least one duct (32) for circulating heat transfer fluid , and wherein the dielectric fluid vapor moving means (34) is configured to force the dielectric fluid to flow through the hollow wall.
4. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel l’échangeur de chaleur (30) comporte une plaque de condensation (38), l’au moins un conduit (32) de circulation de fluide caloporteur s’étendant à l’intérieur du boîtier (8) entre la plaque de condensation (38) et la paroi de recouvrement (18), le fluide diélectrique étant destiné à circuler entre la plaque de condensation (38) et la paroi de recouvrement (18) au contact du conduit (32) de circulation de fluide caloporteur. 4. Thermal control device (4) according to one of claims 1 or 2, wherein the heat exchanger (30) comprises a condensation plate (38), the at least one duct (32) for circulating heat transfer fluid extending inside the casing (8) between the condensation plate (38) and the cover wall (18), the dielectric fluid being intended to circulate between the condensation plate (38) and the cover wall (18) in contact with the duct (32) for circulating heat transfer fluid.
5. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une des revendications 3 à 5, dans lequel l’échangeur de chaleur (30) comporte une ouverture d’entrée (44), par laquelle est apte à pénétrer le fluide diélectrique sous l’effet des moyens de déplacement (34) de la vapeur de fluide diélectrique, et une ouverture de sortie (46), par laquelle est apte à passer le fluide diélectrique rendu sous forme liquide sous l’effet de l’échange de chaleur avec le fluide caloporteur. 5. Thermal control device (4) according to one of claims 3 to 5, wherein the heat exchanger (30) has an inlet opening (44), through which the dielectric fluid is able to penetrate under the effect of the means (34) for displacing the vapor of the dielectric fluid, and an outlet opening (46), through which the dielectric fluid rendered in liquid form under the effect of the heat exchange with the coolant.
6. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de déplacement (34) comprennent un organe de ventilation (48). 6. Thermal regulation device (4) according to one of the preceding claims, wherein the moving means (34) comprise a ventilation member (48).
7. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une quelconque des revendications 6, dans lequel l’ouverture de sortie (46) de l’échangeur de chaleur (30) est reliée à un dispositif de projection (50) de fluide diélectrique, ledit dispositif de projection (50) étant configuré pour projeter du fluide diélectrique rendu sous forme liquide sur les composants électriques et/ou électroniques (6). 7. Thermal regulation device (4) according to any one of claims 6, in which the outlet opening (46) of the heat exchanger (30) is connected to a projection device (50) of dielectric fluid , said spraying device (50) being configured to spray dielectric fluid rendered in liquid form onto the electrical and/or electronic components (6).
8. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel les moyens de déplacement (34) de la vapeur de fluide diélectrique comprennent au moins une gouttière (52) agencée autour d’un conduit (32) de circulation de l’échangeur de chaleur (30), la gouttière (52) étant ouverte sur l’intérieur du boîtier (8), une face interne de la gouttière (52) et une face externe du conduit (32) de circulation en regard de la face interne de la gouttière (52) participant à délimiter entre elles un chemin de circulation du fluide diélectrique sous forme gazeuse autour du conduit (32) de circulation. 8. Thermal regulation device (4) according to one of Claims 1 or 2, in which the means (34) for moving the dielectric fluid vapor comprise at least one gutter (52) arranged around a conduit (32 ) circulation of the heat exchanger (30), the gutter (52) being open on the inside of the housing (8), an internal face of the gutter (52) and an external face of the duct (32) of circulation opposite the inner face of the gutter (52) participating in delimiting between them a path for the circulation of the dielectric fluid in gaseous form around the conduit (32) for circulation.
9. Dispositif de régulation thermique (4) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel les moyens de déplacement (34) de la vapeur comprennent au moins une gouttière (52) ouverte sur l’intérieur du boîtier (8), le conduit (32) de fluide caloporteur étant formé dans l’épaisseur de la gouttière (52), une face interne de la gouttière (52) participant à former l’échangeur de chaleur (30) et un chemin de circulation du fluide diélectrique sous forme gazeuse. 9. Thermal regulation device (4) according to one of Claims 1 or 2, in which the steam displacement means (34) comprise at least one gutter (52) open to the inside of the housing (8), the conduit (32) for heat transfer fluid being formed in the thickness of the gutter (52), an internal face of the gutter (52) participating in forming the heat exchanger (30) and a circulation path for the dielectric fluid in gaseous form.
10. Système électronique comprenant au moins un composant électrique et/ou électronique (6) et un dispositif de régulation thermique (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le système de condensation (28) étant installé entre l’au moins un composant électrique et/ ou électronique (6) et la paroi de recouvrement (18) du boîtier (8). 10. Electronic system comprising at least one electrical and/or electronic component (6) and a thermal regulation device (4) according to any one of the preceding claims, the condensation system (28) being installed between the at least one electrical and/or electronic component (6) and the covering wall (18) of the casing (8).
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