EP4094552A1 - Dispositif de refroidissement d'un composant électrique et/ou électronique susceptible de dégager de la chaleur en fonctionnement - Google Patents

Dispositif de refroidissement d'un composant électrique et/ou électronique susceptible de dégager de la chaleur en fonctionnement

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EP4094552A1
EP4094552A1 EP21706639.8A EP21706639A EP4094552A1 EP 4094552 A1 EP4094552 A1 EP 4094552A1 EP 21706639 A EP21706639 A EP 21706639A EP 4094552 A1 EP4094552 A1 EP 4094552A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrical
partition
housing
electronic component
thermal management
Prior art date
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Pending
Application number
EP21706639.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Sergio Da Costa Pito
Bastien Jovet
Quentin NAVARRE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
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Pending legal-status Critical Current

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    • H05K7/20218—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20272—Accessories for moving fluid, for expanding fluid, for connecting fluid conduits, for distributing fluid, for removing gas or for preventing leakage, e.g. pumps, tanks or manifolds
    • H—ELECTRICITY
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to the field of thermal regulation devices for electrical and / or electronic components capable of giving off heat during operation.
  • Each module may include a plurality of electronic cells capable of releasing heat in operation received in a box.
  • High density energy storage cells such as Li-ion or Li-polymer batteries ideally need to operate in a temperature range between 20 ° C and 40 ° C, and too low a temperature impacts their autonomy while too high a temperature impacts their lifespan.
  • 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 electric batteries of the same electric storage system, thus leading to a reduction in the performance of these electric batteries.
  • These heat treatment devices also exhibit high thermal resistance due to the thicknesses of material present between the cooling fluid and the battery cells, another parameter contributing to the high thermal resistance being the contact between the cooling plates, the interfaces. thermal (PAD) and cell surfaces.
  • Document FR3037727 is known in particular in which a device for cooling the electric batteries of electric or hybrid cars is disclosed. More particularly, this document relates to a device for cooling the cells of the electric batteries of a battery pack of the lithium-ion type. It comprises a hermetically sealed housing in which a dielectric fluid circulates. The electrical storage cells are partially immersed in the dielectric fluid, so that the heat exchange between the cells and the dielectric fluid is ensured. Thus, the cooling of the electric batteries is carried out by immersing the cells of the electric batteries in said fluid.
  • An additional deformable reserve of dielectric fluid consists of a tank located outside the housing and makes it possible to limit the pressure variations due to the temperature variations of the fluid. [0008].
  • the total immersion of the electrical storage cells in a fluid requires a large volume of fluid sensitive to the variations of inclinations occurring for example during the transport of said devices or, if it is mounted in a vehicle, during the movement of said vehicle. .
  • the objective of the invention is to offer an alternative for thermal management of an electrical and / or electronic component capable of releasing heat in operation while at least partially overcoming the aforementioned problems of the state of the art, thus optimizing the duration of the operation. life as well as the performance of such an electrical and / or electronic component.
  • the invention can advantageously be used in the automotive field to, for example, thermally regulate a power electronic element or an electrical energy storage element, or in the field of data centers to cool servers and the like. electronic elements.
  • the invention relates to a device for thermal management of an electrical and / or electronic component capable of giving off heat during its operation, said device comprising a housing, said housing comprising a main compartment defining at least one housing suitable for receiving said electrical and / or electronic component, said housing being arranged to receive a dielectric fluid and being delimited by at least one wall, characterized in that said wall comprises a partition defining in the housing a first and a second dielectric fluid chamber, said partition comprising an opening arranged so that, when the electrical and / or electronic component is placed in the housing, this electrical and / or electronic component extends on both sides of said partition so that this electrical and / or electronic component extends into both bedrooms.
  • the fact that the electrical and / or electronic component extends in two dielectric fluid chambers allows, when the housing is inclined relative to a horizontal plane, to preserve a certain quantity of fluid in the two chambers making it possible to cool the electrical and / or electronic component efficiently.
  • the dielectric fluid could find it accumulated in a restricted area of the housing on one side only, causing poor cooling of the electrical and / or electronic component.
  • the presence of two chambers makes it possible to preserve a large contact of the electrical and / or electronic component with the dielectric fluid, even when the housing is inclined.
  • the subdivision into different chambers makes it possible to limit the displacement of the dielectric fluid and consequently limits the effect of liquid hull, for example in the event that the device is in motion, for example mounted in a vehicle.
  • lateral refers to an arbitrary orientation of a thermal management device according to the invention in an orthonormal Oxyz frame.
  • a “longitudinal” direction corresponds to a direction parallel to an axis Oz
  • a “lateral” direction corresponds to a direction parallel to an axis Ox
  • a “vertical” direction corresponds to a direction parallel to an axis Oy.
  • horizontal plane refer here to a plane perpendicular to the direction of gravity, in particular represented in the present description by the levels of dielectric fluid.
  • transverse section refer to sections made along a plane, called a transverse plane, parallel to the Oxz plane in which the lateral axis Ox and the longitudinal axis Oz are inscribed.
  • lateral section refer for their part to sections made along a plane, called a vertical plane, parallel to the Oxy plane in which the lateral axis Ox and the vertical axis Oy are inscribed.
  • longitudinal section refer for their part to sections made along a plane, called a longitudinal plane, parallel to the Ozy plus in which the longitudinal axis Oz and the vertical axis Oy are inscribed.
  • the cooling device advantageously comprises any at least of the following characteristics, taken alone or in combination, at least if the combination is technically feasible:
  • the opening is intended to be complementary to an external periphery of the electrical and / or electronic component.
  • the opening of the partition is closed by said component.
  • electrical and / or electronic the first and second chambers are therefore fluidly isolated from one another.
  • the electrical and / or electronic component together with the partition provides the seal between the first chamber and the second chamber.
  • the partition comprises a sealing lip, advantageously at the level of the opening and intended to come into contact with the outer periphery of the electrical and / or electronic component, and a partition body located between the wall to which the partition is connected and the sealing lip.
  • the sealing lip is made of a material different from the partition body, advantageously a deformable material, in particular an elastomer, so as to conform to the shape of an external face of the electrical and / or electronic component.
  • the partition has a first part, the partition body, in a material having sufficient resistance to the pressure of the fluid in the chamber, advantageously the same material as the main compartment, and a second flexible part allowing to s 'adapt to the contour of the electrical and / or electronic component and having sufficient tolerance to deformation so as to facilitate assembly and maintain constant contact between the sealing lip and the electrical and / or electronic component.
  • the sealing lip forms a flexible seal intended to ensure the seal between the partition and the electrical and / or electronic component.
  • the partition and the wall are formed in one piece.
  • the main compartment is formed in one piece, in particular formed by molding.
  • the partition is an added part cooperating with fixing elements of the wall allowing a tight connection to the dielectric fluid between the wall and the partition.
  • a gutter is formed in the wall in which the wall is slid, advantageously a gasket is inserted in this gutter to ensure the watertightness, the partition can also be glued, welded or screwed to the wall.
  • the main compartment comprises a bottom wall from which emerges at least a first and a second longitudinal wall and a first and a second side wall, thus making it possible to define an internal volume.
  • the transverse plane of the device is then a plane parallel to a plane in which the intersection of the bottom wall and the longitudinal walls and / or the side walls is inscribed.
  • the main compartment comprises a plurality of housings, two consecutive housings being separated from each other by a longitudinal wall.
  • a longitudinal wall sealingly isolates the two consecutive housings that it separates so that there can be no dielectric fluid passing from one housing to the other through this wall.
  • the main compartment is thus subdivided into sub-compartment, advantageously sealed between them, forming the housings.
  • Each housing comprises a partition, advantageously each housing has the same configuration.
  • a housing is formed by the bottom wall, the side walls and two longitudinal walls of the main compartment.
  • the partition forming a projection on the bottom wall, and / or one or more longitudinal walls, and / or one or more side walls.
  • the partition has a thickness d1 defined by two opposite external faces of said partition, said thickness d1 being less than a width c1 of a dielectric fluid chamber, the width c1 being taken between an external face of the partition and a wall of the housing extending parallel to said partition.
  • the thickness d1 with respect to the width c1 has a ratio d1 / c1 of between 0.1 and 0.0001, in particular 0.05 and 0.0005.
  • the housing comprises at least one dielectric fluid inlet port. Thus each housing can be supplied individually with dielectric fluid.
  • the housing comprises a dielectric fluid outlet orifice.
  • the housing includes one inlet and / or one outlet per circulation chamber.
  • the inlet of the first chamber and the outlet of the second chamber are positioned on the first side wall, and the outlet of the first chamber and the inlet of the second chamber are formed on the second side wall.
  • the direction of circulation of dielectric fluid from the first chamber is opposite to the direction of circulation of dielectric fluid from the second chamber.
  • the partition comprises a second opening so as to allow the circulation of fluid between the first and second chambers, advantageously the second opening is formed in a part of the partition situated between the first opening and the first side wall, advantageously in the body of partition.
  • the inlet port and the outlet port of the housing are located on the second side wall opposite the second opening, the inlet port opening into the first chamber and the outlet port opening into the second chamber. , thus allowing circulation of the U-shaped dielectric fluid within the housing.
  • the inlet orifice (s) are fluidly connected and supplied by a supply line.
  • the inlet ports of the first side wall are connected to the same supply line, as long as the inlet ports of the second side wall are connected to a second supply line.
  • each chamber at least partially envelops the electrical and / or electronic component, and in particular in contact with at least two faces of the electrical and / or electronic component so that the fluid in each chamber can come into contact with two faces of the electrical and / or electronic component.
  • the outlet or ports are fluidly connected to an outlet pipe.
  • the outlet openings of the first side wall are connected to the same discharge pipe, as long as the outlet holes of the second side wall are connected to a second discharge pipe.
  • the entry orifice (s) are positioned on an upper part of the device, advantageously on a side wall near the cover or on the cover.
  • the supply and discharge pipes are connected to an external circuit for circulating the dielectric fluid.
  • the fluid outlet or ports are located on a low point, or low region so as to facilitate the discharge of the fluid from a housing.
  • the bottom wall comprises at least one side inclined relative to the transverse plane of the device, the bottom wall thus having a so-called high region, and a so-called low region, the high region being above the low region when the plane transverse of the device is parallel to a horizontal plane.
  • a fluid outlet orifice is located in the lower region of the bottom wall, thus the bottom wall is configured to facilitate the evacuation of the dielectric fluid through the outlet orifice, making it possible for example to facilitate the emptying of housing.
  • Each housing comprises on the bottom wall an outlet orifice in the lower region common to the two dielectric fluid chambers.
  • the outlet orifice opens into the first chamber and into the second chamber on either side of the partition.
  • the outlet orifice is therefore positioned at the level of the intersection between the bottom wall and the partition of a housing.
  • the bottom wall comprises a fluid discharge bowl, the bowl comprising said at least one fluid outlet port, and a curved wall until said at least one outlet orifice, the curved wall comprising said at least one inclined face.
  • the bottom wall comprises two sides inclined relative to the transverse plane of the device, the inclined sides joining at one end in a high region, the low regions therefore being located on a second end of the panels, opposite to the first end of each pan.
  • the lower regions are formed at the intersection between the second ends of the inclined faces and the side and / or longitudinal walls.
  • the bottom wall comprises two sides inclined relative to the transverse plane of the device, the inclined sides meeting at one end in a low region, the high regions therefore being located on a second end of the panels, opposite to the first end of each pan.
  • the upper regions are formed at the intersection between the second ends of the inclined faces and the side and / or longitudinal walls.
  • Each housing includes a volume of dielectric fluid.
  • the housing comprises a cover intended to close the main compartment.
  • the partition at least partially envelops the electrical and / or electronic component, and is in particular in contact with at least two faces of the electrical and / or electronic component so that the fluid in each chamber can come into contact with two faces of the electrical and / or electronic component.
  • the cover comprises a second partition participating in the delimitation of the first and second fluid circulation chambers.
  • the second partition is also complementary to a periphery of the electrical and / or electronic component, advantageously once assembled the second partition is in contact with the first partition, or partition of the main compartment.
  • the second partition is also complementary to a periphery of the electrical and / or electronic component, advantageously once assembled the second partition is in contact with the first partition, or partition of the main compartment.
  • the first partition has a slice
  • the second partition has a slice
  • the slices of the first and second partitions, once the cover is assembled to the main compartment, are in contact so as to form a single partition forming the entire contour of the component electric and / or electronic.
  • the housing is formed of a composite material, in particular a polymer material reinforced by fibers, in particular metal, carbon or glass.
  • the partition also forms a support for the electrical and / or electronic component.
  • the dielectric fluid is a dielectric liquid.
  • the dielectric fluid is characterized by an evaporation point taken within an optimum operating temperature range of the electrical and / or electronic component, for example at 20 and 40 ° C as well, if the electrical and / or electronic component exceeds this temperature, the fluid in contact with it vaporizes and allows improved calorie extraction compared to a single-phase dielectric fluid.
  • the dielectric fluid is cooled and / or heated by at least one exchanger external to the thermal management device.
  • the thermal management device comprises a heat exchanger intended to cool and / or heat the dielectric fluid.
  • the housing comprises a plurality of supports, in particular in the form of piles, bearing on or extending from the bottom wall.
  • the electrical and / or electronic component is sufficiently distant from the bottom wall allowing the heat transfer fluid to be in contact with a periphery of the electrical and / or electronic component facing the bottom wall.
  • the invention also relates to an assembly of electrical and / or electronic component comprising a thermal management device as described according to one of the embodiments above, and at least one electrical and / or electronic component capable of giving off heat. heat during operation.
  • variants and the different embodiments of the invention can be associated with each other, in various combinations, as long as they are not incompatible or mutually exclusive.
  • variants of the invention can be imagined comprising only a selection of characteristics described in the present description in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage.
  • FIG. 1 schematically illustrates a view along a cross section of a thermal management device according to one of the embodiments of the invention
  • FIG. 2 schematically illustrates a view along a longitudinal section of a thermal management device according to one of the embodiments of the invention
  • FIG. 3 schematically illustrates a view along a side section of the thermal management device according to one of the embodiments of the invention, for which the transverse plane of the device is parallel to a horizontal plane.
  • FIG. 4 schematically illustrates in sectional view along a lateral section the thermal management device according to one embodiment of the invention, for which the transverse plane of the device intersects with a horizontal plane.
  • FIG. 5 schematically illustrates in sectional view along a longitudinal section the thermal management device according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 1 illustrates schematically from different viewing angles a thermal management device 1 according to the invention.
  • the thermal management device comprises a housing 3. Comprising a main compartment 4 delimited by a first 62 and a second 68 longitudinal wall, a first 63 and a second 65 side wall as well as a bottom wall 61.
  • the main compartment also includes a third 64 and a fourth 66 longitudinal walls so as to define three housings 5 separated from each other by a longitudinal wall 64, 66 and each receiving an electrical and / or electronic component 2, said housings 5 being arranged to receive a dielectric fluid and comprise a wall 6 characterized in that said wall 6 comprises a partition 7 defining in a housing a first 51 and a second 52 dielectric fluid chambers.
  • Each partition extends over the bottom wall 61 of the main compartment, a first side wall 63 and a second side wall 65.
  • each chamber comprises a dielectric fluid inlet 13 and a dielectric fluid outlet 14.
  • the inlet port 13 of the first chamber 51 and the outlet port 14 of the second chamber 52 are positioned on the first side wall 65, and the outlet 14 of the first chamber 51 and the inlet 13 of the second chamber 52 are formed on the second side wall 63.
  • the direction of circulation of dielectric fluid of the first chamber 51 is opposite to the direction of circulation of dielectric fluid from the second chamber 52.
  • FIG. 2 schematically illustrates a thermal management device according to the invention in longitudinal section view.
  • said partition 7 comprises an opening 8 arranged so that, when the electrical and / or electronic component 2 (not shown in this FIG. 2) is placed in the housing 5, this electrical and / or electronic component extends on both sides of said partition 7 so that this electrical and / or electronic component 2 extends into the two chambers 51, 52.
  • the opening 8 is intended to be complementary to an external periphery 9 of the electrical and / or electronic component 2.
  • the electrical and / or electronic component is represented in FIGS. 1 to 5 as a parallelepipedal element, except the invention applies for n ' whether it is cylindrical or spherical type.
  • Those skilled in the art can easily deduce the shape of the opening 8 as a function of the shape of the periphery or contour 9 of the electrical and / or electronic component 2 intended to be mounted in a housing 5 of the thermal management device 1.
  • the partition 7 comprises a sealing lip 10 at the level of the opening 8, intended to come into contact with and match the shape of the outer periphery 10 of the electrical and / or electronic component 2.
  • the sealing lip 10 can be produced in a material different from the rest of the partition 7, called the partition body 17.
  • the lip is made of a deformable material, in particular an elastomer, so as to conform to the shape of the periphery of the electrical and / or electronic component 2.
  • the sealing lip 10 forms a flexible seal intended to ensure the seal between the partition and the electrical and / or electronic component 2, once mounted inside the housing 5, the electrical and / or electronic component 2 together with the partition 7 provides the seal between the first chamber 51 and the second chamber 52.
  • the housing 3 comprises a cover 19 intended to close the main compartment 4.
  • the cover 19 comprises a second partition 71 participating in the delimitation of the first 51 and second 52 dielectric fluid chambers, the second partition 71 also having a lip of 'Sealing 710.
  • the second partition 71 is also complementary to a periphery of the electrical and / or electronic component 2, advantageously once assembled the second partition is in contact with the first partition, or partition of the main compartment.
  • the first partition 7 has a slice 713
  • the second partition 71 has a slice 712
  • the edges of the first 7 and second 71 partitions once the cover 19 has been assembled to the main compartment 4, are in contact so as to form a single partition making the entire contour of the electrical and / or electronic component.
  • the housing 5 comprises a plurality of supports 24, in particular in the form of pilings, resting on or extending from the bottom wall 61.
  • the electrical and / or electronic component 2 is sufficiently distant from the wall of bottom 61 allowing the heat transfer fluid to be in contact with a periphery of the electrical and / or electronic component 2 facing the bottom wall 61.
  • the main compartment 4 comprises a bottom wall 61 from which emerges at least a first, a second, a third and a fourth longitudinal wall 62, 68, 64 and 66 and a first and a second side wall 63, 65.
  • the partition 7 can be molded onto the bottom wall 61 and the first and second side walls 63 and 65.
  • the main compartment 4 comprises a plurality of housings 5, two consecutive housings 5 being separated from each other by a longitudinal wall 64, 66.
  • a longitudinal wall 64, 66 sealingly isolates the two consecutive housings that it separates so that there can be no dielectric fluid passing from one housing to the other through this wall.
  • a housing is formed by the bottom wall, the side walls and two longitudinal walls of the main compartment.
  • the partition 7 protrudes from the bottom wall 61 and the side walls 63, 65.
  • each chamber 51, 52 at least partially envelops the electrical and / or electronic component 2, and in particular in contact with at least two faces of the electrical and / or electronic component so that the fluid in each chamber can come into contact with two faces of the electrical and / or electronic component.
  • FIG. 3 shows a view along a side section of the thermal management device 1 when the transverse plane of the device is parallel to a horizontal plane.
  • the partition 7 has a thickness d1 defined by two opposite external faces of said partition, said thickness d1 being less than a width c1 of a chamber 51, 52 of dielectric fluid, the width c1 being taken between an external face of the partition and a wall of the housing extending parallel to and facing said external face of the partition 7.
  • the thickness d1 with respect to the width c1 has a ratio d1 / c1 of between 0.1 and 0.0001, in particular 0.05 and 0.0005.
  • each housing is filled with dielectric fluid until the electrical and / or electronic component 2 is completely submerged, so that the dielectric fluid level 15 is above the electrical and / or electronic component 2 when the device 1 is horizontal, that is to say when the transverse plane of the device is parallel to a horizontal plane.
  • Figures 3 and 4 illustrate the effects of the invention. Indeed, Figure 4 shows that even when the device 1 is no longer horizontal, the electrical and / or electronic component remains immersed so that if it is subjected to a significant stress resulting in a need for cooling or significant heating, the electrical and / or electronic component remaining submerged the heat exchange remains homogeneous.
  • the bottom wall 61 comprises two inclined sides 611, 612 relative to the transverse plane of the device.
  • the bottom wall thus having a so-called high region, and a so-called low region, the high region 613 being above the low region 614 when the transverse plane of the device is parallel to a horizontal plane.
  • the inclined sides 611, 612 meeting at one end at a high region 613, the low regions 614 therefore being situated on a second end of the panels 611, 612, opposite the first end of each panel.
  • the lower regions 614 are formed at the intersection between the second ends of the inclined faces 611, 612 and the side walls 63, 65 and / or longitudinal 62, 64, 66, 68.
  • each chamber 51, 52 has its own inlet port 13.
  • the inlet port 13 of the first chamber 51 is carried by the side wall 65 and connected to a pipe.
  • supply 18, the inlet 13 of the second chamber 52 is carried by the side wall 63 and connected to a second supply pipe 18.
  • the bottom wall 61 has two low regions 614 and each chamber comprises an outlet orifice.
  • the exit port of a chamber being positioned in the lower region 614 near the side wall opposite the side wall carrying the entry port of the chamber.
  • Each chamber 51, 52 has its own outlet port 14.
  • the outlet port 14 of the first chamber 51 is carried by the side wall 63 and connected to a discharge pipe 16
  • the outlet port 14 of the second chamber 52 is carried by the side wall 65 and connected to a second discharge pipe 16.
  • the supply 18 and discharge 16 pipes are connected to an external circuit for circulating the dielectric fluid.
  • each housing 5 comprises on the bottom wall 61 an outlet 14 in the lower region 613 common to the two chambers 51, 52 of dielectric fluid.
  • the outlet orifice 14 opens out both into the first chamber 51 and into the second chamber 52 on either side of the partition 7.
  • the outlet orifice 14 is therefore positioned at the level of the intersection between the bottom wall 61 and the partition wall of a housing 7.
  • the bottom wall comprises two sides inclined relative to the transverse plane of the device, the inclined sides meeting at one end in a low region 614, the regions high 613 therefore being located on a second end of the panels, opposite the first end of each panel 611, 612.
  • the high regions 613 are formed at the intersection between the second ends of the inclined panels and the side walls and / or longitudinal. [0085].
  • the representations of Figures 1 to 5 are schematic.
  • the present invention also covers different embodiments, in particular through the shape of the housing and / or of the reservoir.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de gestion thermique (1) d'un composant électrique et/ou électronique (2) susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, ledit dispositif (1) comprenant un boîtier (3), ledit boîtier (3) comprenant un compartiment principal (4) définissant au moins un logement (5) apte à recevoir ledit composant électrique et/ou électronique (2), ledit logement (5) étant agencé pour recevoir un fluide diélectrique et étant délimité par au moins une paroi (6), caractérisé en ce que ladite paroi (6) comprend une cloison (7) définissant dans le logement une première (51) et une deuxième (52) chambres de fluide diélectrique, ladite cloison (7) comprenant une ouverture (8) agencée de sorte que, lorsque le composant électrique et/ou électronique (2) est placé dans le logement (5), ce composant électrique et/ou électronique s'étende des deux côtés de ladite cloison (7) de sorte que ce composant électrique et/ou électronique (2) s'étende dans les deux chambres (51, 52).

Description

Dispositif de refroidissement d’un composant électrique et/ou électronique susceptible de dégager de la chaleur en fonctionnement
[0001]. La présente invention se situe dans le domaine des dispositifs de régulation thermique des composants électriques et/ou électroniques susceptible de dégager de la chaleur en fonctionnement.
[0002] Les composants électriques et/ou électroniques, que ce soient des cellules de stockage d’énergie électrique, circuits intégrés, serveurs, centres de données, etc. nécessitent une régulation thermique afin de les maintenir dans leur plage de température de fonctionnement.
[0003]. Les centres de données à travers le monde représentent actuellement 10% de la consommation mondial en électricité. L’avènement des technologies “chaînes de blocs” (Blockchain) et 5G, font que ce pourcentage pourrait augmenter drastiquement dans les prochaines années. La moitié au moins de cette consommation provient des systèmes de refroidissement de ces centres de données. Actuellement la majorité des centres de données sont refroidies par air en refroidissant l’air ambiant des salles de stockage par des dispositifs de climatisation. La température de fonctionnement optimale pour les data center est comprise entre 5°C et 40°C, plus particulièrement autour de 27°C. Prenant en considération que l’air présente une conductivité très faible, afin de refroidir suffisamment les composants électriques et/ou électroniques, ceux-ci pouvant atteindre des températures dépassant les 60°C, la différence de température entre l’air et les composants électriques et/ou électroniques à refroidir doit être importante et par conséquent ce genre de dispositif est très énergivore.
[0004] Dans le domaine automobile par exemple, il est connu de mettre en oeuvre des batteries électriques sous forme de modules électroniques susceptibles de dégager de la chaleur en fonctionnement Chaque module peut comporter une pluralité de cellules électronique susceptibles de dégager de la chaleur en fonctionnement reçues dans un boîtier. Les cellules de stockage d’énergie à haute densité telles que les batteries Li-ion ou Li-polymère ont idéalement besoin de fonctionner dans une plage de température entre 20°C et 40°C, et une température trop basse impacte leur autonomie alors qu’une température trop haute impacte leur durée de vie.
[0005]. 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 des performances de ces batteries électriques. Ces dispositifs de traitement 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, un autre paramètre contribuant à la résistance thermique élevée étant le contact entre les plaques de refroidissement, les interfaces thermiques (PAD) et les surfaces des cellules.
[0006]. Dans le but d’apporter une réponse à ces différentes problématiques, plusieurs dispositifs sont connus.
[0007] On connaît notamment le document FR3037727 dans lequel un dispositif de refroidissement des batteries électriques de voitures électriques ou hybrides est divulgué. Plus particulièrement, ce document concerne un dispositif de refroidissement des cellules des batteries électriques d’un pack batterie de type Ion-Lithium. Il comprend un boîtier fermé hermétiquement dans lequel circule un fluide diélectrique. Les cellules de stockage électrique sont partiellement plongées dans le fluide diélectrique, de sorte que l’échange thermique entre les cellules et le fluide diélectrique soit assuré. Ainsi, le refroidissement des batteries électriques est effectué par immersion des cellules des batteries électriques dans ledit fluide. Une réserve déformable additionnelle de fluide diélectrique consiste en une cuve située à l’extérieur du boîtier et permet de limiter les variations de pression dues aux variations de températures du fluide. [0008]. Toutefois, l’immersion totale des cellules de stockage électrique dans un fluide nécessite un grand volume de fluide sensible aux variations d’inclinaisons survenant par exemple lors du transport desdits dispositifs ou, s’il est monté dans un véhicule, lors du déplacement dudit véhicule.
[0009]. L’invention a pour objectif d’offrir une alternative de gestion thermique de composant électrique et/ou électronique susceptible de dégager de la chaleur en fonctionnement en palliant au moins partiellement les problèmes susmentionnés de l’état de la technique, optimisant alors la durée de vie ainsi que la performance d’un tel composant électrique et/ou électronique. L’invention peut avantageusement être utilisé dans le domaine automobile pour, par exemple, réguler thermiquement un élément d’électronique de puissance ou un élément de stockage d’énergie électrique, ou encore dans le domaine des centres de données pour refroidir des serveurs et autres éléments électroniques.
[0010]. Plus particulièrement l’invention concerne un dispositif de gestion thermique d’un composant électrique et/ou électronique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, ledit dispositif comprenant un boîtier, ledit boîtier comprenant un compartiment principal définissant au moins un logement apte à recevoir ledit composant électrique et/ou électronique, ledit logement étant agencé pour recevoir un fluide diélectrique et étant délimité par au moins une paroi, caractérisé en ce que ladite paroi comprend une cloison définissant dans le logement une première et une deuxième chambres de fluide diélectrique, ladite cloison comprenant une ouverture agencée de sorte que, lorsque le composant électrique et/ou électronique est placé dans le logement, ce composant électrique et/ou électronique s’étende des deux côtés de ladite cloison de sorte que ce composant électrique et/ou électronique s’étende dans les deux chambres.
[0011]. Ainsi, grâce à l’invention, le fait que le composant électrique et/ou électronique s’étende dans deux chambres de fluide diélectrique, permet, lorsque le logement est incliné par rapport à un plan horizontal, de préserver une certaine quantité de fluide dans les deux chambres permettant de refroidir le composant électrique et/ou électronique efficacement. En l’absence d’une telle subdivision en deux chambres, en cas d’inclinaison du logement, le fluide diélectrique pourrait se retrouver accumulé dans une zone restreinte du logement sur un seul côté, provoquant un mauvais refroidissement du composant électrique et/ou électronique. Autrement dit la présence de deux chambres permet de préserver un large contact du composant électrique et/ou électronique avec le fluide diélectrique, même lorsque le logement est incliné. De plus, la subdivision en différentes chambres permet de limiter le déplacement du fluide diélectrique et par conséquent limite l’effet de carène liquide, par exemple dans l’éventualité où le dispositif serait en mouvement, par exemple monté dans un véhicule.
[0012] Dans l’ensemble de la description, les termes « latéral », « longitudinal » et « vertical » font références à une orientation arbitraire d’un dispositif de gestion thermique selon l’invention dans un repère orthonormé Oxyz. Ainsi, une direction “longitudinale” correspond à une direction parallèle à un axe Oz, une direction “latérale” correspond à une direction parallèle à un axe Ox, et une direction “vertical” correspond à une direction parallèle à un axe Oy.
[0013]. Les Termes « plan horizontal » se réfèrent ici à un plan perpendiculaire à la direction de la gravité, notamment représentés dans la présente description par les niveaux de fluide diélectrique. Les termes « section transversale » se réfèrent quant à eux à des coupes réalisées selon un plan, dit plan transversal, parallèle au plan Oxz dans lequel s’inscrit l’axe latéral Ox et l’axe longitudinal Oz. Les termes « section latérale » se réfèrent quant à eux à des coupes réalisées selon un plan, dit plan vertical, parallèle au plan Oxy dans lequel s’inscrit l’axe latéral Ox et l’axe vertical Oy. Les termes « section longitudinale » se réfèrent quant à eux à des coupes réalisées selon un plan, dit plan longitudinal, parallèle au plus Ozy dans lequel s’inscrit l’axe longitudinal Oz et l’axe vertical Oy.
[0014] Le dispositif de refroidissement comprend avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison, à tout le moins si la combinaison est techniquement réalisable :
[0015]. - l’ouverture est destinée à être complémentaire d’un pourtour externe du composant électrique et/ou électronique. Ainsi, une fois assemblé avec un composant électrique et/ou électronique, l’ouverture de la cloison est refermée par ledit composant électrique et/ou électronique, les première et deuxième chambres sont donc fluidiquement isolées l’une de l’autre. Autrement dit, une fois monté à l’intérieur du logement, le composant électrique et/ou électronique ensemble avec la cloison assure l’étanchéité entre la première chambre et la deuxième chambre.
[0016]. - la cloison comprend une lèvre d’étanchéité, avantageusement au niveau de l’ouverture et destinée à venir en contact du pourtour externe du composant électrique et/ou électronique, et un corps de cloison situé entre la paroi à laquelle la cloison se raccorde et la lèvre d’étanchéité.
[0017] - la lèvre d’étanchéité est réalisée dans un matériaux différent du corps de cloison, avantageusement un matériau déformable, notamment un élastomère, de sorte à venir épouser la forme de d’une face externe du composant électrique et/ou électronique. Ainsi la cloison a une première partie, le corps de cloison, dans un matériau présentant une résistance suffisante à la pression du fluide de la chambre, avantageusement il s’agit du même matériau que le compartiment principal, et une deuxième partie flexible permettant de s’adapter au contour du composant électrique et/ou électronique et présentant une tolérance à la déformation suffisante de sorte à faciliter le montage et maintenir un contact constant entre la lèvre d’étanchéité et le composant électrique et/ou électronique.
[0018]. - la lèvre d’étanchéité forme un joint flexible destiné à assurer l’étanchéité entre la cloison et le composant électrique et/ou électronique.
[0019]. - la cloison et la paroi sont formées d’une seule pièce. Dans ce cas, le compartiment principal est formé d’une seule pièce, notamment formé par moulage.
[0020]. - la cloison est surmoulée sur la paroi.
[0021] - la cloison est une pièce rapportée coopérant avec des éléments de fixation de la paroi permettant un assemblage étanche au fluide diélectrique entre la paroi et la cloison. Par exemple une gouttière est formée dans la paroi dans laquelle on vient glisser la paroi, avantageusement un joint est inséré dans cette gouttière pour assurer l’étanchéité, la cloison peut également être collée, soudée ou vissée sur la paroi.
[0022] - le compartiment principal comprend une paroi de fond de laquelle émerge au moins une première et une deuxième paroi longitudinale et une première et une deuxième paroi latérale, permettant ainsi de définir un volume interne. Le plan transversal du dispositif est alors un plan parallèle à un plan dans lequel s’inscrit l’intersection de la paroi de fond et des parois longitudinales et/ou des parois latérales.
[0023]. - le compartiment principal comprend une pluralité de logements, deux logements consécutifs étant séparés entre eux par une paroi longitudinale.
[0024] - une paroi longitudinale isole de façon étanche les deux logements consécutifs qu’elle sépare de sorte qu’il ne puisse y avoir de fluide diélectrique passant d’un logement à l’autre au travers de cette paroi. Le compartiment principal est ainsi subdivisé en sous compartiment, avantageusement étanche entre eux, formant les logements.
[0025]. - chaque logement comprend une cloison, avantageusement chaque logement présente la même configuration.
[0026]. - un logement est formé par la paroi de fond, les parois latérales et deux parois longitudinales du compartiment principal.
[0027] - la cloison formant saillie sur la paroi de fond, et/ou une ou les parois longitudinales, et/ou une ou les parois latérales.
[0028]. - la cloison présente une épaisseur d1 définit par deux faces externes opposées de ladite cloison, ladite épaisseur d1 étant inférieure à une largeur c1 d’une chambre de fluide diélectrique, la largeur c1 étant prise entre une face externe de la cloison et une paroi du logement s’étendant parallèlement à ladite cloison. Avantageusement l’épaisseur d1 par rapport à la largeur c1 présente un ratio d1/c1 compris entre 0,1 et 0,0001 , notamment 0,05 et 0,0005. [0029] - le logement comprend au moins un orifice d’entrée de fluide diélectrique. Ainsi chaque logement peut être alimenté individuellement en fluide diélectrique.
[0030]. - le logement comprend un orifice de sortie de fluide diélectrique.
[0031]. - le logement comprend un orifice d’entrée et/ou un orifice de sortie par chambre de circulation.
[0032] - l’orifice d’entrée de la première chambre et l’orifice de sortie de la deuxième chambre sont positionnés sur la première paroi latérale, et l’orifice de sortie de la première chambre et l’orifice d’entrée de la deuxième chambre sont formés sur la deuxième paroi latérale. Ainsi le sens de circulation de fluide diélectrique de la première chambre est opposé au sens de circulation de fluide diélectrique de la deuxième chambre.
[0033]. - la cloison comprend une deuxième ouverture de sorte à permettre la circulation de fluide entre les première et deuxième chambres, avantageusement la deuxième ouverture est formée dans une partie de la cloison situé entre la première ouverture et la première paroi latérale, avantageusement dans le corps de cloison. Avantageusement l’orifice d’entrée et l’orifice de sortie du logement sont situés sur la deuxième paroi latérale opposée à la deuxième ouverture, l’orifice d’entrée débouchant dans la première chambre et l’orifice de sortie débouchant sur la deuxième chambre, permettant ainsi une circulation du fluide diélectrique en U au sein du logement.
[0034] - le ou les orifices d’entrée sont connectés fluidiquement et alimentés par une conduite d’alimentation. Avantageusement, les orifices d’entrée de la première paroi latérale sont connectés à une même conduite d’alimentation, tant dis que les orifices d’entrée de la deuxième paroi latérale sont connectés à une deuxième conduite d’alimentation.
[0035]. - chaque chambre enveloppe au moins partiellement le composant électrique et/ou électronique, et notamment en contact avec au moins deux faces du composant électrique et/ou électronique de sorte que le fluide dans chaque chambre puisse venir en contact avec deux faces du composant électrique et/ou électronique.
[0036]. - le ou les orifices de sortie sont connectés fluidiquement à une conduite d’évacuation. Avantageusement, les orifices de sortie de la première paroi latérale sont connectés à une même conduite d’évacuation, tant dis que les orifices de sortie de la deuxième paroi latérale sont connectés à une deuxième conduite d’évacuation.
[0037] - le ou les orifices d’entrée sont positionnées sur une partie haute du dispositif, avantageusement sur une paroi latérale à proximité du couvercle ou sur le couvercle.
[0038]. - les conduites d’alimentation et d’évacuation sont reliées à un circuit externe de circulation du fluide diélectrique.
[0039]. - la ou les orifices de sortie de fluide sont situés sur un point bas, ou région basse de sorte à faciliter l’évacuation du fluide d’un logement.
[0040]. - la paroi de fond comprend au moins un pan incliné par rapport au plan transversal du dispositif, la paroi de fond présentant ainsi une région dite haute, et une région dite basse, la région haute étant au-dessus de la région basse lorsque le plan transversal du dispositif est parallèle à un plan horizontal. Avantageusement, un orifice de sortie de fluide est situé en région basse de la paroi de fond, ainsi la paroi de fond est configurée pour faciliter l’évacuation du fluide diélectrique par l’orifice de sortie, permettant par exemple de faciliter la vidange d’un logement.
[0041] - chaque logement comprend sur la paroi de fond un orifice de sortie en région basse commun aux deux chambres de fluide diélectrique. Autrement dit l’orifice de sortie est débouchant dans la première chambre et dans la deuxième chambre de part et d’autre de la cloison. L’orifice de sortie est donc positionné au niveau de l’intersection entre la paroi de fond et la cloison d’un logement.
[0042] - la paroi de fond comprend une cuvette d’évacuation de fluide, la cuvette comportant ledit au moins un orifice de sortie du fluide, et une paroi incurvée jusqu’audit au moins un orifice de sortie, la paroi incurvée comprenant ledit au moins un pan incliné.
[0043]. - la paroi de fond comprend deux pans incliné par rapport au plan transversal du dispositif, les pans inclinés se rejoignant par une extrémité en une région haute, les régions basses étant donc situées sur une deuxième extrémité des pans, opposée à la première extrémité de chaque pan. Avantageusement, les régions basses sont formées à l’intersection entre les deuxièmes extrémités des pans inclinées et les parois latérales et/ou longitudinales.
[0044] - la paroi de fond comprend deux pans incliné par rapport au plan transversal du dispositif, les pans inclinés se rejoignant par une extrémité en une région basse, les régions hautes étant donc situées sur une deuxième extrémité des pans, opposée à la première extrémité de chaque pan. Avantageusement, les régions hautes sont formées à l’intersection entre les deuxièmes extrémités des pans inclinées et les parois latérales et/ou longitudinales.
[0045]. - chaque logement comprend un volume de fluide diélectrique.
[0046]. - le boîtier comprend un couvercle destiné à fermer le compartiment principal.
[0047] - la cloison enveloppe au moins partiellement le composant électrique et/ou électronique, et est notamment en contact avec au moins deux faces du composant électrique et/ou électronique de sorte que le fluide dans chaque chambre puisse venir en contact avec deux faces du composant électrique et/ou électronique.
[0048]. - le couvercle comprend une deuxième cloison participant à la délimitation des première et deuxième chambres de circulation de fluide. La deuxième cloison est également complémentaire d’un pourtour du composant électrique et/ou électronique, avantageusement une fois assemblé la deuxième cloison est en contact de la première cloison, ou cloison du compartiment principal.
[0049] - la deuxième cloison est également complémentaire d’un pourtour du composant électrique et/ou électronique, avantageusement une fois assemblé la deuxième cloison est en contact de la première cloison, ou cloison du compartiment principal.
[0050]. - la première cloison présente une tranche, la deuxième cloison présente une tranche, les tranches des première et deuxième cloisons, une fois le couvercle assemblé au compartiment principal, sont en contact de manière à former une cloison unique faisant l’intégralité du contour du composant électrique et/ou électronique.
[0051]. - le boîtier est formé d’un matériau composite, notamment une matière polymère renforcée par des fibres, notamment métalliques, carbones ou de verres.
[0052] - la cloison forme également un support pour le composant électrique et/ou électronique.
[0053]. - le fluide diélectrique est un liquide diélectrique.
[0054] - le fluide diélectrique est caractérisé par un point d’évaporation pris dans une fourchette de température de fonctionnement optimal du composant électrique et/ou électronique, par exemple en 20 et 40 °C ainsi, si le composant électrique et/ou électronique dépasse cette température, le fluide à son contact se vaporise et permet une extraction de calorie amélioré par rapport à un fluide diélectrique monophasique.
[0055]. - le fluide diélectrique est refroidi et/ou réchauffé par au moins un échangeur externe au dispositif de gestion thermique.
[0056]. - le dispositif de gestion thermique comprend un échangeur de chaleur destiné à refroidir et/ou réchauffer le fluide diélectrique.
[0057] - le logement comprend une pluralité de supports, notamment sous forme de pilotis, prenant appui sur ou s’étendant de la paroi de fond. Ainsi le composant électrique et/ou électronique est suffisamment à distance de la paroi de fond permettant le fluide caloporteur d’être en contact avec un pourtour du composant électrique et/ou électronique en regard de la paroi de fond. [0058]. L’invention concerne également un ensemble de composant électrique et/ou électronique comprenant un dispositif de gestion thermique tel que décrit selon l’un des modes de réalisation ci-dessus, et au moins un composant électrique et/ou électronique susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement.
[0059]. Les caractéristiques, les 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 des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites dans la présente description de manière isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique.
[0060]. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers 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 :
[0061]. [Fig. 1] illustre de façon schématique une vue selon une section transversale d’un dispositif de gestion thermique selon l’un des modes de réalisation de l’invention,
[0062] [Fig. 2] illustre de façon schématique une vue selon une section longitudinale d’un dispositif de gestion thermique selon l’un des modes de réalisation de l’invention,
[0063]. [Fig. 3] illustre de façon schématique une vue selon une section latérale le dispositif de gestion thermique selon l’un des modes de réalisation de l’invention, pour laquelle le plan transversal du dispositif est parallèle à un plan horizontal.
[0064] [Fig. 4] illustre de façon schématique en vue de coupe selon une section latérale le dispositif de gestion thermique selon un mode de réalisation de l’invention, pour lequel le plan transversal du dispositif est sécant à un plan horizontal. [0065]. [Fig. 5] illustre de façon schématique en vue de coupe selon une section longitudinale le dispositif de gestion thermique selon un mode de réalisation de l’invention.
[0066]. Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
[0067] La figure 1 illustre schématiquement selon différents angles de vues un dispositif de gestion thermique 1 selon l’invention. Le dispositif de gestion thermique comprend un boîtier 3. Comprenant un compartiment principal 4 délimité par une première 62 et une deuxième 68 paroi longitudinales, une première 63 et une deuxième 65 paroi latérales ainsi qu’une paroi de fond 61. Le compartiment principal comprend également une troisième 64 et une quatrième 66 parois longitudinales de sorte à définir trois logements 5 séparés entre eux par une paroi longitudinale 64, 66 et recevant chacun un composant électrique et/ou électronique 2, lesdits logements 5 étant agencés pour recevoir un fluide diélectrique et comprennent une paroi 6 caractérisé en ce que ladite paroi 6 comprend une cloison 7 définissant dans un logement une première 51 et une deuxième 52 chambres de fluide diélectrique. Chaque cloison s’étend sur la paroi de fond 61 du compartiment principal, une première paroi latérale 63 et une deuxième paroi latérale 65.
[0068]. Dans le mode de réalisation ici illustré, chaque chambre comprend une entrée de fluide diélectrique 13 et une sortie de fluide diélectrique 14. L’orifice d’entrée 13 de la première chambre 51 et l’orifice de sortie 14 de la deuxième chambre 52 sont positionnés sur la première paroi latérale 65, et l’orifice de sortie 14 de la première chambre 51 et l’orifice d’entrée 13 de la deuxième chambre 52 sont formés sur la deuxième paroi latérale 63. Ainsi le sens de circulation de fluide diélectrique de la première chambre 51 est opposé au sens de circulation de fluide diélectrique de la deuxième chambre 52.
[0069]. La figure 2 illustre schématiquement un dispositif de gestion thermique selon l’invention en vue de coupe longitudinale. Dans l’exemple illustré, ladite cloison 7 comprend une ouverture 8 agencée de sorte que, lorsque le composant électrique et/ou électronique 2 (non représenté sur cette figure 2) est placé dans le logement 5, ce composant électrique et/ou électronique s’étende des deux côtés de ladite cloison 7 de sorte que ce composant électrique et/ou électronique 2 s’étende dans les deux chambres 51 , 52. L’ouverture 8 est destinée à être complémentaire d’un pourtour externe 9 du composant électrique et/ou électronique 2. Pour plus de simplicité de représentation, le composant électrique et/ou électronique est représenté sur les figures 1 à 5 comme un élément parallélépipédique, hors l’invention s’applique pour n’importe qu’elle type de forme cylindrique ou sphérique. L’homme du métier peut aisément déduire la forme de l’ouverture 8 en fonction de la forme du pourtour ou contour 9 du composant électrique et/ou électronique 2 destiné à être monté dans un logement 5 du dispositif de gestion thermique 1 .
[0070]. La cloison 7 comprend une lèvre d’étanchéité 10 au niveau de l’ouverture 8, destinée à venir en contact et épouser la forme du pourtour externe 10 du composant électrique et/ou électronique 2. La lèvre d’étanchéité 10 peut être réalisée dans un matériaux différent du reste de la cloison 7, appelé corps de cloison 17. Avantageusement la lèvre est composé d’un matériau déformable, notamment un élastomère, de sorte à venir épouser la forme du pourtour du composant électrique et/ou électronique 2. Ainsi la lèvre d’étanchéité 10 forme un joint flexible destiné à assurer l’étanchéité entre la cloison et le composant électrique et/ou électronique 2, une fois monté à l’intérieur du logement 5, le composant électrique et/ou électronique 2 ensemble avec la cloison 7 assure l’étanchéité entre la première chambre 51 et la deuxième chambre 52.
[0071] Le boîtier 3 comprend un couvercle 19 destiné à fermer le compartiment principal 4. Le couvercle 19 comprend une deuxième cloison 71 participant à la délimitation des première 51 et deuxième 52 chambres de fluide diélectrique, la deuxième cloison 71 présentant également une lèvre d’étanchéité 710. La deuxième cloison 71 est également complémentaire d’un pourtour du composant électrique et/ou électronique 2, avantageusement une fois assemblé la deuxième cloison est en contact de la première cloison, ou cloison du compartiment principal. La première cloison 7 présente une tranche 713, la deuxième cloison 71 présente une tranche 712, les tranches des première 7 et deuxième 71 cloisons, une fois le couvercle 19 assemblé au compartiment principal 4, sont en contact de manière à former une cloison unique faisant l’intégralité du contour du composant électrique et/ou électronique.
[0072] Le logement 5 comprend une pluralité de supports 24, notamment sous forme de pilotis, prenant appui sur ou s’étendant de la paroi de fond 61. Ainsi le composant électrique et/ou électronique 2 est suffisamment à distance de la paroi de fond 61 permettant le fluide caloporteur d’être en contact avec un pourtour du composant électrique et/ou électronique 2 en regard de la paroi de fond 61 .
[0073]. Dans l’exemple illustré notamment figuresl , 3 et 4, le compartiment principal 4 comprend une paroi de fond 61 de laquelle émerge au moins une première, une deuxième, une troisième et une quatrième paroi longitudinale 62, 68, 64 et 66 et une première et une deuxième paroi latérale 63, 65. Ici, la cloison 7 peut être surmoulée sur la paroi de fond 61 et les première et deuxième parois latérales 63 et 65. Le compartiment principal 4 comprend une pluralité de logements 5, deux logements 5 consécutifs étant séparés entre eux par une paroi longitudinale 64, 66. Une paroi longitudinale 64, 66 isole de façon étanche les deux logements consécutifs qu’elle sépare de sorte qu’il ne puisse y avoir de fluide diélectrique passant d’un logement à l’autre au travers de cette paroi. Ainsi, un logement est formé par la paroi de fond, les parois latérales et deux parois longitudinales du compartiment principal. La cloison 7 forme saillie sur la paroi de fond 61 et les parois latérales 63, 65.
[0074] Dans l’exemple illustré, chaque chambre 51 , 52 enveloppe au moins partiellement le composant électrique et/ou électronique 2, et notamment en contact avec au moins deux faces du composant électrique et/ou électronique de sorte que le fluide dans chaque chambre puisse venir en contact avec deux faces du composant électrique et/ou électronique.
[0075]. La figure 3 présente une vue selon une section latérale du dispositif de gestion thermique 1 lorsque le plan transversal du dispositif est parallèle à un plan horizontal. La cloison 7 présente une épaisseur d1 définit par deux faces externes opposées de ladite cloison, ladite épaisseur d1 étant inférieure à une largeur c1 d’une chambre 51 , 52 de fluide diélectrique, la largeur c1 étant prise entre une face externe de la cloison et une paroi du logement s’étendant parallèlement et au regard de ladite face externe de la cloison 7. Avantageusement l’épaisseur d1 par rapport à la largeur c1 présente un ratio d1/c1 compris entre 0,1 et 0,0001 , notamment 0,05 et 0,0005.
[0076]. Afin de permettre une gestion thermique homogène du composant électrique et/ou électronique, chaque logement est rempli de fluide diélectrique jusqu’à immerger complètement le composant électrique et/ou électronique 2, de sorte que le niveau de fluide diélectrique 15 soit au-dessus du composant électrique et/ou électronique 2 lorsque le dispositif 1 est à l’horizontal, c’est-à-dire lorsque le plan transversal du dispositif est parallèle à un plan horizontal.
[0077] Les figures 3 et 4 permettent d’illustrer les effets de l’invention. En effet, la figure 4 montre que même lorsque le dispositif 1 n’est plus à l’horizontal, le composant électrique et/ou électronique reste immergé de sorte que s’il est soumis à une importante sollicitation entraînant un besoin en refroidissement ou en chauffe important, le composant électrique et/ou électronique restant immergé l’échange thermique reste homogène.
[0078]. Dans la figure 5a, la paroi de fond 61 comprend deux pans inclinés 611 , 612 par rapport au plan transversal du dispositif. La paroi de fond présentant ainsi une région dite haute, et une région dite basse, la région haute 613 étant au-dessus de la région basse 614 lorsque le plan transversal du dispositif est parallèle à un plan horizontal. Les pans inclinés 611 , 612 se rejoignant par une extrémité en une région haute 613, les régions basses 614 étant donc situées sur une deuxième extrémité des pans 611 , 612, opposée à la première extrémité de chaque pan. Avantageusement, les régions basses 614 sont formées à l’intersection entre les deuxièmes extrémités des pans inclinées 611 , 612 et les parois latérales 63, 65 et/ou longitudinales 62, 64, 66, 68.
[0079] Avantageusement, les orifices de sortie 14 de fluide sont situés en région basse 614 de la paroi de fond 61 , ainsi la paroi de fond 61 est configurée pour faciliter l’évacuation du fluide diélectrique par l’orifice de sortie, permettant par exemple de faciliter la vidange d’un logement. [0080]. Dans le mode de réalisation illustré en figure 5a et 5b, chaque chambre 51 , 52 possède son propre orifice d’entrée 13. L’orifice d’entrée 13 de la première chambre 51 est porté par la paroi latérale 65 et relié à une conduite d’alimentation 18, l’orifice d’entrée 13 de la deuxième chambre 52 est porté par la paroi latérale 63 et relié à une deuxième conduite d’alimentation 18.
[0081]. La paroi de fond 61 présente deux régions basses 614 et chaque chambre comprend un orifice de sortie. L’orifice de sortie d’une chambre étant positionné dans la région basse 614 à proximité de la paroi latérale opposé à la paroi latérale portant l’orifice d’entrée de la chambre.
[0082] Chaque chambre 51 , 52 possède son propre orifice de sortie 14. L’orifice de sortie 14 de la première chambre 51 est porté par la paroi latérale 63 et relié à une conduite d’évacuation 16, l’orifice de sortie 14 de la deuxième chambre 52 est porté par la paroi latérale 65 et relié à une deuxième conduite d’évacuation 16.
[0083]. Les conduites d’alimentation 18 et d’évacuation 16 sont reliées à un circuit externe de circulation du fluide diélectrique.
[0084] En figure 5b, chaque logement 5 comprend sur la paroi de fond 61 un orifice de sortie 14 en région basse 613 commun aux deux chambres 51 , 52 de fluide diélectrique. Autrement dit l’orifice de sortie 14 est débouchant à la fois dans la première chambre 51 et dans la deuxième 52 chambre de part et d’autre de la cloison 7. L’orifice de sortie 14 est donc positionné au niveau de l’intersection entre la paroi de fond 61 et la cloison d’un logement 7. En outre, la paroi de fond comprend deux pans incliné par rapport au plan transversal du dispositif, les pans inclinés se rejoignant par une extrémité en une région basse 614, les régions hautes 613 étant donc situées sur une deuxième extrémité des pans, opposée à la première extrémité de chaque pan 611 , 612. Avantageusement, les régions hautes 613 sont formées à l’intersection entre les deuxièmes extrémités des pans inclinées et les parois latérales et/ou longitudinales. [0085]. Les représentations des figures 1 à 5 sont schématiques. La présente invention couvre également sur des modes de réalisation différents, notamment de par la forme du logement et/ou du réservoir.
[0086]. L’invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici, et elle s’étend également à tout moyen ou configuration équivalents et à toute combinaison technique opérant de tels moyens. En particulier, le nombre de parois et la présence d’un circuit de fluide caloporteur pourront être modifiés sans nuire à l’invention, dans la mesure où le dispositif de gestion thermique, in fine, remplit les mêmes fonctionnalités que celles décrites dans le présent document.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif de gestion thermique (1) d’un composant électrique et/ou électronique (2) susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, ledit dispositif (1) comprenant un boîtier (3), ledit boîtier (3) comprenant un compartiment principal (4) définissant au moins un logement (5) apte à recevoir ledit composant électrique et/ou électronique (2), ledit logement (5) étant agencé pour recevoir un fluide diélectrique et étant délimité par au moins une paroi (6), caractérisé en ce que ladite paroi (6) comprend une cloison (7) définissant dans le logement une première (51) et une deuxième (52) chambres de fluide diélectrique, ladite cloison (7) comprenant une ouverture (8) agencée de sorte que, lorsque le composant électrique et/ou électronique (2) est placé dans le logement (5), ce composant électrique et/ou électronique s’étende des deux côtés de ladite cloison (7) de sorte que ce composant électrique et/ou électronique (2) s’étende dans les deux chambres (51 , 52).
[Revendication 2] Dispositif de gestion thermique (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’ouverture (8) est destinée à être complémentaire d’un pourtour externe (9) du composant électrique et/ou électronique (2).
[Revendication 3] Dispositif de gestion thermique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la cloison (7) comprend une lèvre d’étanchéité (10), avantageusement au niveau de l’ouverture (8) et destinée à venir en contact du pourtour externe (10) du composant électrique et/ou électronique (2), et un corps de cloison (17) situé entre la paroi à laquelle la cloison se raccorde et la lèvre d’étanchéité.
[Revendication 4] Dispositif de gestion thermique (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel, le compartiment principal (4) comprend une paroi de fond (61) de laquelle émerge au moins une première et une deuxième paroi longitudinale (62, 68) et une première et une deuxième paroi latérale (63, 65).
[Revendication 5] Dispositif de gestion thermique selon la revendication précédente, dans lequel le compartiment principal (4) comprend une pluralité de logements (5), deux logements (5) consécutifs étant séparés entre eux par une paroi longitudinale (64, 66), avantageusement séparés de façon étanche.
[Revendication 6] Dispositif de gestion thermique selon l’une des revendications précédentes dans lequel le logement (5) comprend au moins un orifice d’entrée (13) de fluide diélectrique et/ou un orifice de sortie (14) de fluide diélectrique.
[Revendication 7] Dispositif de gestion thermique (1 ) selon la revendication précédente, dans lequel la cloison comprend une seconde ouverture de sorte à permettre la circulation de fluide entre les première et deuxième chambres, avantageusement la seconde ouverture est formée dans une partie de la cloison située entre la première ouverture (8) et la première paroi latérale (63).
[Revendication 8] Dispositif de gestion thermique (1 ) selon la revendication précédente dans lequel l’orifice d’entrée et l’orifice de sortie du logement sont situés sur la deuxième paroi latérale (65) opposée à la seconde ouverture, l’orifice d’entrée débouchant dans la première chambre et l’orifice de sortie débouchant sur la deuxième chambre, permettant ainsi une circulation du fluide diélectrique en U au sein du logement.
[Revendication 9] Dispositif de gestion thermique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la paroi de fond comprend au moins un pan incliné par rapport au plan transversal du dispositif, la paroi de fond présentant ainsi une région dite haute, et une région dite basse, la région haute étant au-dessus de la région basse lorsque le plan transversal du dispositif est parallèle à un plan horizontal, avantageusement, une sortie de fluide est située en région basse de la paroi de fond, ainsi la paroi de fond est configurée pour faciliter l’évacuation du fluide diélectrique par la sortie, facilitant ainsi la vidange d’un logement.
[Revendication 10] Dispositif de gestion thermique selon l’une des revendications précédentes dans lequel, le boîtier comprend un couvercle destiné à fermer le compartiment principal, avantageusement le couvercle comprend une deuxième cloison participant à la délimitation des première et deuxième zones de circulation de fluide.
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