FR2961961A1 - Dispositif de refroidissement d'une batterie - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de refroidissement pour une batterie (1), comprenant un boîtier (3) qui comprend un refroidissement à air. Afin de perfectionner le refroidissement de batteries, en particulier de batteries haute tension de véhicules hybrides ou de véhicules électriques, le boîtier (3) comprend en plus du refroidissement à air, un refroidissement à liquide. Pour un fonctionnement pendant l'hiver, un système de chauffage est intégré.

Description

DESCRIPTION
L'invention concerne un dispositif de refroidissement d'une batterie comprenant un boîtier qui comprend un refroidissement à air. L'invention concerne en outre une batterie avec un tel dispositif de refroidissement. L'invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant une telle batterie. On connaît, d'après le brevet européen EP 1 333 521 B1, un dispositif de batterie pour un véhicule comprenant une plaque de détection de température, qui est fixée sur le côté extérieur d'un boîtier disposé entre une batterie secondaire et la plaque de détection de température et présentant des trous de ventilation pour refroidir la batterie secondaire dans le boîtier. Le dispositif de batterie connu comprend, pour réchauffer la batterie secondaire, une pluralité d'éléments chauffants qui sont fixés sur la plaque de détection de température. L'objet de l'invention est d'améliorer le refroidissement de 15 batteries, en particulier de batteries haute tension pour des véhicules hybrides ou des véhicules électriques. Cet objet est réalisé, dans le cas d'un dispositif de refroidissement pour une batterie, comprenant un boîtier qui comprend un refroidissement à air, par le fait que le boîtier comprend en plus du 20 refroidissement à air un refroidissement à liquide. Du fait de la combinaison d'un refroidissement à air avec un refroidissement à liquide, dans le dispositif de refroidissement selon l'invention, la performance de refroidissement peut être améliorée considérablement de manière simple, sans qu'un deuxième circuit de liquide de refroidissement soit nécessaire. 25 Grâce au dispositif de refroidissement selon l'invention, on peut aussi obtenir une performance de refroidissement améliorée même dans le cas de différences de température saisonnières, en particulier à la fois en été et en hiver. Un exemple de réalisation préféré du dispositif de 30 refroidissement est caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement comprend une première région avec le refroidissement à air et une deuxième région avec le refroidissement à liquide séparée de la première. La région avec le refroidissement à air comprend de préférence des canaux d'air de refroidissement. L'air de refroidissement est de préférence alimenté -2- ou apporté depuis l'extérieur. En l'occurrence, l'air de refroidissement est de préférence alimenté depuis une région dans laquelle ne sont disposées aucune cellules de batterie. De ce fait, des problèmes de condensation indésirables peuvent être évités dans la région des cellules de batterie.
Un autre exemple de réalisation préféré du dispositif de refroidissement est caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement comprend une troisième région avec un système de chauffage. Le système de chauffage sert à chauffer la batterie à basses températures, en particulier en hiver.
Un autre exemple de réalisation préféré du dispositif de refroidissement est caractérisé en ce que les régions sont réalisées sous forme de couches d'un dispositif de refroidissement en forme de plaque. De ce fait, les coûts de fabrication et le nombre de pièces nécessaires peuvent être réduits.
Un autre exemple de réalisation préféré du dispositif de refroidissement est caractérisé en ce que des cellules de batterie sont disposées sur la couche avec le refroidissement à liquide. Cet agencement s'est avéré particulièrement avantageux dans le cadre de la présente invention.
Un autre exemple de réalisation préféré du dispositif de refroidissement est caractérisé en ce que la couche avec le système de chauffage est disposée entre la couche avec le refroidissement à air et la couche avec le refroidissement à liquide. La couche avec le refroidissement à liquide sert de préférence au refroidissement direct des cellules de batterie. La couche avec le refroidissement à air sert de préférence au refroidissement du dispositif de refroidissement, qui est réalisé notamment sous forme de plaque de refroidissement. Un autre exemple de réalisation préféré du dispositif de refroidissement est caractérisé en ce que le dispositif de chauffage est réalisé sous forme de système de chauffage électrique. Le système de chauffage électrique comprend par exemple au moins un film chauffant ou autre, qui est inséré ou noyé dans la couche avec le système de chauffage. Un autre exemple de réalisation préféré du dispositif de refroidissement est caractérisé en ce que la couche avec le refroidissement à liquide comprend un circuit de refroidissement à liquide. Le circuit de refroidissement à liquide est par exemple entraîné avec un fluide -3- frigorigène, comme du tétrafluoroéthane, du dioxyde de carbone, ou avec un mélange d'eau et de glycol. L'objet susmentionné est également réalisé par une batterie ayant un dispositif de refroidissement décrit ci-dessus. La batterie est de préférence une batterie avec des tensions supérieures à 12 V, et en particulier une batterie haute tension. L'objet susmentionné est également réalisé par un véhicule automobile ayant ou comprenant une batterie telle que décrite ci-dessus. Le véhicule automobile est de préférence un véhicule hybride (HEV, PHEV) ou un véhicule électrique. D'autres avantages, caractéristiques et particularités de l'invention résultent de la description suivante, dans laquelle sont décrits en détail différents exemples de réalisations en référence au dessin. Dans la figure unique annexée est illustrée, de manière fortement simplifiée, une batterie selon l'invention avec un dispositif de refroidissement. La figure unique illustre, de manière fortement simplifiée, une batterie 1 avec un dispositif de refroidissement 4. Le dispositif de refroidissement 4 comprend un boîtier 3, sur le côté supérieur duquel sont disposées des cellules de batterie 5. Le dispositif de refroidissement 4 est réalisé sous forme de plaque de refroidissement 10 avec trois régions 11, 12, 13, qui sont réalisées sous forme de couches de la plaque de refroidissement 10 de forme essentiellement carrée.
Dans la couche la plus supérieure 12 de la plaque de refroidissement 10 est intégré un circuit de refroidissement à liquide qui fonctionne avec un fluide frigorigène. En tant que fluide frigorigène, on utilise par exemple du 1,1,1,2-tétrafluoroéthane, de dénomination abrégée R134A. En variante, on peut utiliser un mélange d'eau et de glycol. Le circuit de refroidissement à liquide dans la couche la plus supérieure 12 sert à refroidir les cellules de batterie 5 pendant un fonctionnement durant l'été. Sous la couche la plus supérieure 12, c'est-à-dire du côté opposé aux cellules de batterie 5, la couche centrale 13 est munie d'un système de chauffage électrique. Le système de chauffage électrique sert, pendant un fonctionnement en hiver, à réchauffer les cellules de batterie 5. Le système de chauffage électrique comprend au moins un film chauffant, qui est inséré ou noyé dans la couche centrale 13. -4- La couche 11 est disposée tout en bas, de telle sorte que la couche 13 soit disposée entre les deux couches 11 et 12. Dans la couche 11 sont intégrés des canaux d'air qui permettent un refroidissement à air pendant un fonctionnement en hiver.
L'air pour le refroidissement à air de la couche inférieure 11 est aspiré de l'extérieur et ce notamment de manière séparée de la région avec les cellules de batterie 5. De ce fait, des problèmes de condensation dus à l'air extérieur peuvent être évités. En variante ou en plus, de l'air est aspiré depuis l'espace interne d'un véhicule automobile comprenant la batterie. Le refroidissement à air dans la couche inférieure 11 sert à refroidir la plaque de refroidissement 10 proprement dite. Afin d'améliorer le transfert thermique, la plaque de refroidissement peut être munie de nervures de refroidissement dans la région la plus inférieure 13. Les trois régions 11, 12, 13 sont régulées par le biais d'une régulation dépendant de la température, de telle sorte qu'une température optimale des cellules de la batterie 5 soit toujours garantie. Grâce au dispositif de refroidissement 4 selon l'invention, on obtient une possibilité compacte et fortement intégrée pour refroidir et chauffer des batteries haute tension dans des véhicules électriques ou des véhicules hybrides.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de refroidissement pour une batterie (1), comprenant un boîtier (3) qui comprend un refroidissement à air, caractérisé en ce que le boîtier (3) comprend, en plus du refroidissement à air, un refroidissement à liquide.
  2. 2. Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement (4) comprend une première région (11) avec le refroidissement à air et une deuxième région (12) séparée de la première, avec le refroidissement à liquide.
  3. 3. Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement comprend une troisième région (13) avec un système de chauffage.
  4. 4. Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les régions (11-13) sont réalisées sous forme de couches d'un dispositif de refroidissement en forme de plaque (4).
  5. 5. Dispositif de refroidissement selon la revendication 4, caractérisé en ce que des cellules de batterie (5) sont disposées sur la couche (12) avec le refroidissement à liquide.
  6. 6. Dispositif de refroidissement selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la couche (13) avec le système de chauffage est disposée entre la couche (11) avec le refroidissement à air et la couche (12) avec le refroidissement à liquide.
  7. 7. Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des 25 revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le système de chauffage est réalisé sous forme de système de chauffage électrique.
  8. 8. Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la couche (12) avec le refroidissement à liquide comprend un circuit de refroidissement à liquide. 30
  9. 9. Batterie comprenant un dispositif de refroidissement (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
  10. 10. Véhicule automobile comprenant une batterie (1) selon la revendication 9.
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