FR3063182B1 - THERMAL CONDITIONING SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE USING A THERMAL MANAGEMENT DEVICE OF A BATTERY PACK - Google Patents
THERMAL CONDITIONING SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE USING A THERMAL MANAGEMENT DEVICE OF A BATTERY PACK Download PDFInfo
- Publication number
- FR3063182B1 FR3063182B1 FR1751455A FR1751455A FR3063182B1 FR 3063182 B1 FR3063182 B1 FR 3063182B1 FR 1751455 A FR1751455 A FR 1751455A FR 1751455 A FR1751455 A FR 1751455A FR 3063182 B1 FR3063182 B1 FR 3063182B1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- thermal
- refrigerant
- management device
- heat transfer
- conduit
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims abstract description 28
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 10
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims description 4
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 35
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 210000000352 storage cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0234—Header boxes; End plates having a second heat exchanger disposed there within, e.g. oil cooler
-
- 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
- H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
-
- 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
- H01M10/6567—Liquids
- H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
-
- 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
- H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
- H01M10/663—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0028—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cooling heat generating elements, e.g. for cooling electronic components or electric devices
- F28D2021/0029—Heat sinks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F2009/0285—Other particular headers or end plates
- F28F2009/0295—Other particular headers or end plates comprising cooling circuits
-
- 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
- H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
-
- 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
- H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
- H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
L'invention concerne un système de conditionnement thermique d'un véhicule automobile comprenant : - un premier circuit de climatisation dans lequel circule un fluide réfrigérant, - un deuxième circuit de régulation thermique d'au moins un élément de stockage d'énergie électrique (150), comprenant un dispositif de gestion thermique (100) disposé en contact thermique avec ledit au moins un élément de stockage d'énergie électrique (150), ledit dispositif de gestion thermique (100) comprenant au moins un canal de circulation d'un fluide caloporteur apte à échanger thermiquement avec ledit au moins un élément de stockage d'énergie électrique (150) et dont les extrémités pénètrent dans un collecteur d'admission (120) du fluide caloporteur et un collecteur d'évacuation (140) du fluide caloporteur respectivement, le deuxième circuit de régulation thermique étant en relation avec le premier circuit de climatisation de façon à permettre un échange thermique entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant, par exemple destiné au refroidissement dudit au moins un élément de stockage d'énergie électrique (150). Selon l'invention, le collecteur d'admission (120) de fluide caloporteur du dispositif de gestion thermique (100) comprend un premier conduit (130) de passage du fluide réfrigérant du premier circuit de climatisation.The invention relates to a thermal conditioning system for a motor vehicle comprising: - a first air conditioning circuit in which a refrigerant circulates, - a second thermal regulation circuit of at least one electrical energy storage element (150 ), comprising a thermal management device (100) disposed in thermal contact with said at least one electrical energy storage element (150), said thermal management device (100) comprising at least one circulation channel of a fluid coolant able to heat exchange with said at least one electrical energy storage element (150) and whose ends penetrate into an intake manifold (120) of the heat transfer fluid and a discharge collector (140) of the coolant respectively , the second thermal regulation circuit being in relation with the first air conditioning circuit so as to allow a heat exchange between the coolant and the coolant, for example for cooling said at least one electrical energy storage element (150). According to the invention, the heat transfer fluid intake manifold (120) of the thermal management device (100) comprises a first conduit (130) for the passage of the refrigerant fluid of the first air conditioning circuit.
Description
Système de conditionnement thermique d'un véhicule automobile mettant en œuvre un dispositif de gestion thermique d'un pack-batterie 1. Domaine de l'inventionThermal conditioning system of a motor vehicle implementing a device for thermal management of a battery pack 1. Field of the invention
La présente invention concerne la régulation thermique d'un ensemble d'au moins une batterie. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de régulation thermique à fluide caloporteur pour un ensemble d'au moins une batterie dans le domaine des véhicules automobiles à motorisation électrique et/ou hybride. L'invention concerne, par ailleurs, un système de conditionnement thermique d'un véhicule automobile mettant en œuvre un tel dispositif de régulation thermique. 2. Art antérieur L'énergie électrique des véhicules à motorisation électrique et/ou hybride est fournie par une ou plusieurs batteries.The present invention relates to the thermal regulation of a set of at least one battery. The invention more particularly relates to a heat transfer fluid thermal regulation device for a set of at least one battery in the field of motor vehicles with electric drive and / or hybrid. The invention also relates to a thermal conditioning system of a motor vehicle implementing such a thermal regulation device. 2. Prior Art The electric energy of vehicles with electric and / or hybrid motorization is provided by one or more batteries.
Dans ce type de véhicule, la batterie est généralement formée d'une pluralité de cellules électriques disposées dans un boîtier de protection afin de former ce que l'on appelle un pack batterie.In this type of vehicle, the battery is generally formed of a plurality of electric cells arranged in a protective housing to form what is called a battery pack.
Un problème posé réside dans le fait que durant leur fonctionnement, les batteries sont amenées à chauffer et risquent ainsi de s'endommager.A problem is that during operation, the batteries are heated and may be damaged.
Par ailleurs, en cas de température trop basse, l'autonomie de la batterie peut décroître fortement.In addition, if the temperature is too low, the battery life can decrease sharply.
La régulation thermique de la batterie est, par conséquent, un point important.The thermal regulation of the battery is, therefore, an important point.
En effet, la température de la batterie doit rester comprise entre 20°C et 40°C afin d'assurer la fiabilité, l'autonomie, et la performance du véhicule, tout en optimisant la durée de vie de la batterie.Indeed, the temperature of the battery must remain between 20 ° C and 40 ° C to ensure the reliability, autonomy, and performance of the vehicle, while optimizing the life of the battery.
Cette régulation de la température de la batterie, et notamment son refroidissement est assuré au moyen d'un fluide caloporteur qui circule dans un dispositif de gestion thermique placé à l'intérieur du boîtier du pack-batterie et constitué d'une plaque d'échange thermique, en contact avec les cellules électriques, de manière à réguler leur température par conduction thermique.This regulation of the temperature of the battery, and in particular its cooling is ensured by means of a coolant which circulates in a thermal management device placed inside the battery pack housing and consisting of an exchange plate thermal, in contact with the electric cells, so as to regulate their temperature by thermal conduction.
Une plaque d'échange thermique est généralement réalisée en matériau thermo-conducteur et est composée de deux plaques accolées l'une contre l'autre afin de former un ou plusieurs canaux de circulation du fluide caloporteur, dont les extrémités sont reliées respectivement à un collecteur.A heat exchange plate is generally made of a thermally conductive material and is composed of two plates placed one against the other in order to form one or more heat transfer fluid circulation channels, the ends of which are connected respectively to a collector. .
Un tel circuit (ou boucle) de régulation thermique 6 des batteries, illustré de façon schématique sur la figure 1, comprend en outre une pompe P pour forcer la circulation du fluide caloporteur à l'intérieur de la plaque d'échange thermique du dispositif de gestion thermique 2.Such a circuit (or loop) for thermal regulation 6 of the batteries, illustrated schematically in FIG. 1, furthermore comprises a pump P for forcing the circulation of the heat transfer fluid inside the heat exchange plate of the cooling device. thermal management 2.
Le fluide caloporteur peut ainsi absorber de la chaleur émise par les cellules électriques afin de les refroidir et d'évacuer cette chaleur au niveau d'un échangeur thermique 4, situé à l'extérieur du boîtier du pack-batterie.The heat transfer fluid can thus absorb heat emitted by the electric cells in order to cool them and evacuate this heat at a heat exchanger 4, located outside the battery pack housing.
Le fluide caloporteur peut également, si besoin est, apporter de la chaleur pour réchauffer les cellules électriques.The heat transfer fluid can also, if necessary, bring heat to heat the electric cells.
Pour ce faire, la boucle de régulation thermique 6 comprend un dispositif de chauffage H additionnel, utilisant par exemple des résistances électriques ou des résistances à coefficient de température positif.To do this, the thermal control loop 6 comprises an additional heating device H, using, for example, electrical resistors or resistors with a positive temperature coefficient.
Un tel dispositif de chauffage additionnel est essentiel pour réguler la température des cellules électriques, notamment par des températures basses en hiver, où il faut augmenter la température des cellules électriques avant de commencer à les charger.Such an additional heating device is essential for regulating the temperature of the electric cells, especially at low temperatures in winter, where it is necessary to increase the temperature of the electric cells before starting to charge them.
Par ailleurs, les véhicules sont fréquemment équipés d'une installation de chauffage, ventilation, et/ou climatisation pour réguler thermiquement l'espace intérieur de l'habitacle du véhicule en délivrant un flux d'air intérieur à température désirée. L'installation de chauffage, ventilation, et/ou climatisation comprend généralement une boucle de climatisation 13 à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant, et plus précisément une boucle principale 14 comprenant un compresseur 16 forçant la circulation de fluide réfrigérant dans cette boucle principale 14 pour qu'il traverse un condenseur 17 avant de traverser un dispositif de détente, ou détendeur, TXV1 puis un évaporateur 18 (permettant de refroidir un air destiné à circuler vers l'habitacle du véhicule, avant d'atteindre à nouveau le compresseur 16.Moreover, the vehicles are frequently equipped with a heating, ventilation and / or air conditioning system for thermally regulating the interior space of the passenger compartment of the vehicle by delivering an interior air flow at the desired temperature. The heating, ventilation and / or air conditioning installation generally comprises an air conditioning loop 13 inside which a refrigerant circulates, and more specifically a main loop 14 comprising a compressor 16 forcing the circulation of refrigerant fluid in this loop. main 14 so that it passes through a condenser 17 before passing through an expansion device, or expander, TXV1 then an evaporator 18 (for cooling air to circulate to the passenger compartment of the vehicle, before reaching the compressor again 16.
Dans cette boucle principale 14, le fluide réfrigérant réalise ainsi un cycle thermodynamique dans lequel il évacue sa chaleur au niveau du condenseur 17, et dans lequel il capte la chaleur au niveau de l'évaporateur 18.In this main loop 14, the refrigerating fluid thus carries out a thermodynamic cycle in which it discharges its heat at the condenser 17, and in which it captures the heat at the level of the evaporator 18.
Dans certains cas, la boucle de régulation thermique 6 des cellules électriques est en relation avec la boucle de climatisation 13, de façon à permettre un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, notamment destiné au refroidissement des cellules électriques.In some cases, the thermal regulation loop 6 of the electric cells is in relation with the air conditioning loop 13, so as to allow a heat exchange between the coolant and the heat transfer fluid, in particular for cooling the electric cells.
Le liquide caloporteur du circuit de régulation thermique 6 des cellules électriques peut ainsi être refroidi par circulation dans l'échangeur thermique 4 de type liquide caloporteur/réfrigérant, qui est connecté à la boucle de climatisation 13.The heat transfer fluid of the thermal control circuit 6 of the electric cells can thus be cooled by circulation in the heat exchanger 4 of coolant / coolant type, which is connected to the air conditioning loop 13.
Plus précisément, la boucle principale 14 est reliée à l'échangeur thermique 4 par l'intermédiaire d'une autre boucle de dérivation 21, qui est raccordée à la sortie du condenseur 17 et à l'entrée du compresseur 16.More specifically, the main loop 14 is connected to the heat exchanger 4 via another bypass loop 21, which is connected to the output of the condenser 17 and the input of the compressor 16.
Cette boucle de dérivation 21 comprend un détendeur TXV 2 que le fluide réfrigérant traverse avant de circuler dans l'échangeur thermique 4 pour ensuite retourner dans la boucle principale en étant réinjecté en entrée du compresseur 16.This bypass loop 21 comprises a TXV 2 expander that the refrigerant crosses before circulating in the heat exchanger 4 and then return to the main loop by being fed back to the input of the compressor 16.
Cependant, une telle solution utilisant la boucle de climatisation pour le refroidissement mais nécessitant un dispositif de chauffage additionnel pour le chauffage de la batterie et une pompe, est encombrante et ne satisfait pas aux exigences actuelles du domaine automobile.However, such a solution using the air conditioning loop for cooling but requiring an additional heating device for heating the battery and a pump, is cumbersome and does not meet the current requirements of the automotive field.
En effet, du fait de la perpétuelle augmentation du niveau d'électrification des véhicules hybrides et électriques, il est nécessaire d'augmenter la quantité de cellules de stockage d'énergie électrique.Indeed, due to the perpetual increase in the level of electrification of hybrid and electric vehicles, it is necessary to increase the amount of storage cells of electrical energy.
Or, l'espace alloué à l'intégration de telles cellules électriques est limité, de sorte qu'il est nécessaire d'optimiser l'encombrement du circuit de régulation thermique des cellules électriques. 3. Résumé de l'invention L'invention propose à cet effet un système de conditionnement thermique d'un véhicule automobile comprenant : - un premier circuit de climatisation dans lequel circule un fluide réfrigérant, - un deuxième circuit de régulation thermique d'au moins un élément de stockage d'énergie électrique, comprenant un dispositif de gestion thermique disposé en contact thermique avec ledit au moins un élément de stockage d'énergie électrique, ledit dispositif de gestion thermique comprenant au moins un canal de circulation d'un fluide caloporteur apte à échanger thermiquement avec ledit au moins un élément de stockage d'énergie électrique et dont les extrémités pénètrent dans un collecteur d'admission du fluide caloporteur et un collecteur d'évacuation du fluide caloporteur respectivement, le deuxième circuit de régulation thermique étant en relation avec le premier circuit de climatisation de façon à permettre un échange thermique entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant, par exemple destiné au refroidissement dudit au moins un élément de stockage d'énergie électrique,However, the space allocated to the integration of such electric cells is limited, so that it is necessary to optimize the size of the thermal regulation circuit of the electric cells. SUMMARY OF THE INVENTION To this end, the invention proposes a thermal conditioning system for a motor vehicle comprising: a first air conditioning circuit in which a refrigerant circulates; a second thermal regulation circuit of at least one an electrical energy storage element, comprising a thermal management device disposed in thermal contact with said at least one electrical energy storage element, said thermal management device comprising at least one circulation channel of a heat transfer fluid adapted to heat exchange with said at least one electrical energy storage element and whose ends penetrate into a heat transfer fluid intake manifold and a heat transfer fluid outlet manifold respectively, the second thermal regulation circuit being in relation with the first air conditioning circuit so as to allow a heat exchange between the coolant and the coolant, for example for cooling said at least one electrical energy storage element,
Selon l'invention, le collecteur d'admission de fluide caloporteur du dispositif de gestion thermique comprend un premier conduit de passage du fluide réfrigérant du premier circuit de climatisation.According to the invention, the heat transfer fluid intake manifold of the thermal management device comprises a first refrigerant passage of the first air conditioning circuit.
La présente invention propose ainsi un nouveau type de dispositif de gestion thermique de cellules électriques qui est mis en œuvre dans une boucle de régulation thermique en relation avec la boucle de climatisation d'un véhicule, de façon à permettre un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, notamment destiné au refroidissement des cellules électriques.The present invention thus proposes a new type of thermal management device for electric cells which is implemented in a thermal regulation loop in relation with the air conditioning circuit of a vehicle, so as to allow a heat exchange between the refrigerant fluid. and the coolant, in particular for cooling the electric cells.
Plus précisément, le dispositif de régulation thermique réalise simultanément les fonctions de gestion thermique des cellules électriques et d'échange thermique entre le fluide caloporteur de la boucle de régulation thermique et le fluide réfrigérant de la boucle de climatisation.More precisely, the thermal regulation device simultaneously performs the functions of thermal management of the electric cells and heat exchange between the heat transfer fluid of the thermal regulation loop and the cooling fluid of the air conditioning loop.
Pour ce faire, un conduit de la boucle de climatisation transportant le fluide réfrigérant passe par le collecteur d'admission du dispositif de régulation thermique des cellules électriques.To do this, a duct of the air conditioning loop carrying the refrigerant fluid passes through the intake manifold of the thermal control device of the electric cells.
Le fluide caloporteur peut ainsi absorber de la chaleur émise par les cellules électriques afin de les refroidir et évacuer cette chaleur, non pas au niveau d'un échangeur thermique additionnel comme cela est décrit dans l'art antérieur, mais au niveau du collecteur d'admission de fluide caloporteur du dispositif de gestion thermique dans lequel le fluide caloporteur est en contact thermique avec le fluide réfrigérant.The heat transfer fluid can thus absorb heat emitted by the electric cells in order to cool them and evacuate this heat, not at the level of an additional heat exchanger as described in the prior art, but at the level of the collector. admission of heat transfer fluid of the thermal management device in which the coolant is in thermal contact with the refrigerant.
En d'autres termes, la boucle de régulation thermique échange thermiquement avec la boucle de climatisation à l'intérieur du dispositif de gestion thermique. L'approche de l'invention permet donc de réduire, d'une manière générale, l'encombrement et le poids du circuit de régulation thermique des cellules électriques formant la batterie, par la suppression d'un échangeur thermique encombrant et coûteux et par la diminution des connexions fluidiques.In other words, the thermal regulation loop thermally exchanges with the air conditioning loop inside the thermal management device. The approach of the invention therefore makes it possible to reduce, in a general manner, the bulk and the weight of the thermal regulation circuit of the electric cells forming the battery, by the elimination of a cumbersome and expensive heat exchanger and by the decrease in fluidic connections.
Plus généralement, ceci permet de réduire l'encombrement du système de conditionnement thermique dans le véhicule automobile, de faciliter son installation et de minimiser les risques de non-étanchéité de part la réduction du nombre de connexions fluidiques.More generally, this reduces the size of the thermal conditioning system in the motor vehicle, facilitate installation and minimize the risk of non-sealing by reducing the number of fluid connections.
Selon un aspect particulier de l'invention, le collecteur d'admission et le collecteur d'évacuation de fluide caloporteur du dispositif de gestion thermique comprennent respectivement un port d'entrée et un port de sortie de fluide caloporteur.According to a particular aspect of the invention, the intake manifold and the heat transfer fluid outlet manifold of the thermal management device respectively comprise an inlet port and a heat transfer fluid outlet port.
Selon un aspect particulier de l'invention, le collecteur d'admission comprend une cloison interne délimitant : - une première chambre dite de refroidissement du fluide caloporteur, dans laquelle le port d'entrée de fluide caloporteur débouche et le premier conduit de fluide réfrigérant s'étend au moins en partie, et - une deuxième chambre dite d'homogénéisation du fluide caloporteur communiquant fluidiquement avec la première chambre et dans laquelle une extrémité dudit au moins un canal de circulation d'un fluide caloporteur débouche.According to a particular aspect of the invention, the intake manifold comprises an internal partition delimiting: a first so-called cooling chamber for the coolant, in which the heat transfer fluid inlet port opens and the first refrigerant fluid duct extends at least in part, and - a second so-called homogenization chamber of the heat transfer fluid fluidly communicating with the first chamber and wherein an end of said at least one heat transfer fluid circulation channel opens.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le premier conduit de passage du fluide réfrigérant présente une entrée de fluide réfrigérant située à une extrémité dudit collecteur d'admission et une sortie de fluide réfrigérant située à l'extrémité opposée dudit collecteur d'admission.According to a particular embodiment of the invention, the first coolant passageway has a coolant inlet located at one end of said intake manifold and a coolant outlet located at the opposite end of said coolant manifold. admission.
Avantageusement, ledit premier conduit de passage d'un fluide réfrigérant est de forme rectiligne.Advantageously, said first conduit for the passage of a refrigerant fluid is of rectilinear shape.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le premier conduit de passage du fluide réfrigérant présente une entrée de fluide réfrigérant et une sortie de fluide réfrigérant située à une même extrémité dudit collecteur d'admission.According to a particular embodiment of the invention, the first refrigerant passageway has a coolant inlet and a coolant outlet located at the same end of said intake manifold.
Avantageusement, ledit premier conduit de passage du fluide réfrigérant a une forme sensiblement en U, une première portion dudit premier conduit s'étendant dans la première chambre et une deuxième portion s'étendant dans la deuxième chambre.Advantageously, said first refrigerant passage conduit has a substantially U-shaped, a first portion of said first conduit extending into the first chamber and a second portion extending into the second chamber.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le collecteur d'évacuation du fluide caloporteur du dispositif de gestion thermique comprend un deuxième conduit de passage du fluide réfrigérant du premier circuit de climatisation communiquant fluidiquement avec le premier conduit.According to a particular embodiment of the invention, the heat transfer fluid discharge manifold of the thermal management device comprises a second refrigerant passage duct of the first air conditioning circuit fluidly communicating with the first duct.
Avantageusement, le premier conduit de passage du fluide réfrigérant présente une entrée de fluide réfrigérant située à une extrémité dudit collecteur d'admission et le deuxième conduit de passage du fluide réfrigérant présente une sortie de fluide réfrigérant située à une extrémité dudit collecteur d'évacuation, lesdites entrée et sortie de fluide réfrigérant étant situées sur un même côté dudit dispositif de gestion thermique.Advantageously, the first refrigerant passageway has a refrigerant inlet located at one end of said intake manifold and the second refrigerant passageway has a refrigerant outlet located at an end of said exhaust manifold. said coolant inlet and outlet being located on the same side of said thermal management device.
De façon avantageuse, le premier conduit et le deuxième conduit sont reliés par un conduit de raccord situé sur un côté dudit dispositif de gestion thermique opposé aux entrée et sortie de fluide réfrigérant.Advantageously, the first duct and the second duct are connected by a connecting duct situated on one side of said thermal management device opposite to the refrigerant inlet and outlet.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, ledit premier conduit de passage du fluide réfrigérant a une forme sensiblement en U, une première portion dudit premier conduit s'étendant dans la première chambre et une deuxième portion dudit premier conduit s'étendant dans la deuxième chambre, le collecteur d'évacuation du fluide caloporteur du dispositif de gestion thermique comprenant un deuxième conduit de passage du fluide réfrigérant du premier circuit de climatisation communiquant fluidiquement avec le premier conduit et présentant une forme sensiblement en U.According to a particular embodiment of the invention, said first refrigerant passage conduit has a substantially U-shaped shape, a first portion of said first conduit extending into the first chamber and a second portion of said first conduit extending into the second chamber, the coolant discharge manifold of the thermal management device comprising a second refrigerant passage of the first air conditioning circuit fluidly communicating with the first conduit and having a substantially U-shape.
Selon un aspect particulier de l'invention, les extrémités des premier et deuxième conduits de passage du fluide réfrigérant sont reliés deux à deux par un premier et deuxième conduits de raccord s'étendant d'un même côté du dispositif de gestion thermique.According to a particular aspect of the invention, the ends of the first and second refrigerant passage ducts are connected in pairs by a first and second connection ducts extending on the same side of the thermal management device.
Selon un aspect particulier de l'invention, le premier conduit de raccord présente une entrée de fluide réfrigérant et ledit deuxième conduit de raccord présente une sortie de fluide réfrigérant.According to a particular aspect of the invention, the first connecting duct has a refrigerant inlet and said second connecting duct has a refrigerant outlet.
Selon un aspect particulier de l'invention, l'entrée de fluide réfrigérant et la sortie de fluide réfrigérant sont reliées à un détendeur monté sur le dispositif de gestion thermique.According to a particular aspect of the invention, the refrigerant inlet and the coolant outlet are connected to a pressure regulator mounted on the thermal management device.
Selon un aspect particulier de l'invention, le système de conditionnement thermique comprend une pompe pour forcer la circulation du fluide caloporteur dans le deuxième circuit de régulation thermique, ladite pompe étant montée sur le dispositif de gestion thermique. L'invention concerne également un dispositif de gestion thermique destiné à être mis en oeuvre dans un circuit de régulation thermique d'au moins un élément de stockage d'énergie électrique d'un système de conditionnement thermique d'un véhicule automobile, ledit système de conditionnement thermique comprenant en outre un circuit de climatisation dans lequel circule un fluide réfrigérant, ledit dispositif de gestion thermique étant destiné à venir en contact thermique avec ledit au moins un élément de stockage d'énergie électrique, ledit dispositif de gestion thermique comprenant au moins un canal de circulation d'un fluide caloporteur apte à échanger thermiquement avec ledit au moins un élément de stockage d'énergie électrique et dont les extrémités pénètrent dans un collecteur d'admission du fluide caloporteur et un collecteur d'évacuation du fluide caloporteur respectivement, le circuit de régulation thermique étant destiné à être mis en relation avec le circuit de climatisation de façon à permettre un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, par exemple destiné au refroidissement dudit au moins un élément de stockage d'énergie électrique.According to a particular aspect of the invention, the thermal conditioning system comprises a pump for forcing the circulation of the coolant in the second thermal regulation circuit, said pump being mounted on the thermal management device. The invention also relates to a thermal management device intended to be implemented in a thermal regulation circuit of at least one electrical energy storage element of a thermal conditioning system of a motor vehicle, said system of thermal management. thermal conditioning further comprising an air conditioning circuit in which a cooling fluid circulates, said thermal management device being intended to come into thermal contact with said at least one electrical energy storage element, said thermal management device comprising at least one a heat transfer fluid circulation channel adapted to heat exchange with said at least one electrical energy storage element and whose ends penetrate into a heat transfer fluid intake manifold and a heat transfer fluid outlet manifold respectively, the thermal regulation circuit being intended to be put in relation with the air conditioning circuit so as to allow a heat exchange between the coolant and the coolant, for example for cooling said at least one electrical energy storage element.
Selon l'invention, le collecteur d'admission du fluide caloporteur du dispositif de gestion thermique comprend un premier conduit de passage du fluide réfrigérant destiné à être relié au premier circuit de climatisation. L'invention propose donc un dispositif de régulation thermique permettant d'améliorer la compacité et l'étanchéité des circuits de régulation thermique, notamment d'une cellule de stockage d'énergie électrique de véhicule automobile.According to the invention, the heat transfer fluid intake manifold of the thermal management device comprises a first refrigerant flow passage intended to be connected to the first air conditioning circuit. The invention therefore proposes a thermal regulation device making it possible to improve the compactness and the tightness of the thermal regulation circuits, in particular of a storage cell for electrical energy of a motor vehicle.
Pour ce faire, le dispositif de régulation thermique comprend dans une même boite collectrice au moins, une portion du circuit réfrigérant et une portion du circuit de refroidissement, la boite collectrice étant en communication fluidique avec une pluralité de canaux de refroidissement, eux mêmes en contact avec une ou plusieurs cellules de stockage d'énergie électrique. 4. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des figures annexées, à savoir : la figure 1 est une représentation schématique d'un système de conditionnement thermique d'un véhicule automobile selon l'art antérieur ; la figure 2 représente de façon schématique un premier mode de réalisation d'un dispositif de gestion thermique selon l'invention ; la figure 3 représente de façon schématique un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de gestion thermique selon l'invention ; la figure 4 représente de façon schématique un troisième mode de réalisation d'un dispositif de gestion thermique selon l'invention, et la figure 5 représente de façon schématique un quatrième mode de réalisation d'un dispositif de gestion thermique selon l'invention. 5. Description détaillée de l'inventionTo do this, the thermal control device comprises in a same collector box at least a portion of the refrigerant circuit and a portion of the cooling circuit, the collector box being in fluid communication with a plurality of cooling channels, themselves in contact with one or more cells for storing electrical energy. 4. List of Figures Other features and advantages of the invention will appear on reading the following description of particular embodiments, given as simple illustrative and non-limiting examples, and the appended figures, namely: FIG. 1 is a schematic representation of a thermal conditioning system of a motor vehicle according to the prior art; FIG. 2 is a schematic representation of a first embodiment of a thermal management device according to the invention; FIG. 3 schematically represents a second embodiment of a thermal management device according to the invention; FIG. 4 schematically represents a third embodiment of a thermal management device according to the invention, and FIG. 5 schematically represents a fourth embodiment of a thermal management device according to the invention. 5. Detailed description of the invention
Le système de conditionnement thermique d'un véhicule électrique conforme à l'invention comprend un premier circuit, ou boucle, de climatisation et un deuxième circuit de régulation thermique d'une batterie du véhicule.The thermal conditioning system of an electric vehicle according to the invention comprises a first circuit, or loop, of air conditioning and a second circuit of thermal regulation of a battery of the vehicle.
Ce deuxième circuit comprend un dispositif de gestion thermique destiné à réguler la température de plusieurs éléments de stockage d'énergie électrique, appelés cellules électriques, constituant la batterie, soit en réchauffant les cellules, soit en les refroidissant.This second circuit comprises a thermal management device for regulating the temperature of several electrical energy storage elements, called electrical cells, constituting the battery, either by heating the cells or by cooling them.
Ce dispositif de gestion thermique est disposé avec les cellules électriques dans un boîtier fermé et étanche formant ainsi un pack-batterie.This thermal management device is arranged with the electric cells in a sealed and sealed housing thus forming a battery pack.
Contrairement à l'approche de l'art antérieur selon laquelle le liquide caloporteur du circuit de régulation thermique est refroidi par circulation dans un échangeur thermique de type liquide caloporteur/réfrigérant, qui est connecté à la boucle de climatisation et qui est distinct du dispositif de gestion thermique, l'invention prévoit que le liquide caloporteur soit refroidi par le liquide réfrigérant dans le dispositif de gestion thermique des cellules électriques.Unlike the prior art approach according to which the heat transfer liquid of the thermal regulation circuit is cooled by circulation in a heat exchanger / coolant type heat exchanger, which is connected to the air conditioning loop and which is distinct from the cooling device. thermal management, the invention provides that the coolant liquid is cooled by the coolant in the thermal management device of the electric cells.
Plus précisément, le liquide caloporteur est refroidi par le liquide réfrigérant au niveau du collecteur d'admission de fluide caloporteur du dispositif de gestion thermique, ce collecteur d'admission communiquant avec une plaque d'échange thermique en contact avec la batterie.More specifically, the coolant is cooled by the coolant at the heat transfer fluid intake manifold of the thermal management device, the intake manifold communicating with a heat exchange plate in contact with the battery.
Les figures 2 à 5 illustrent différents modes de réalisation du dispositif de gestion thermique de l'invention, les références aux éléments identiques étant incrémentées de cent à chaque changement de mode de réalisation.Figures 2 to 5 illustrate different embodiments of the thermal management device of the invention, the references to the identical elements being incremented by one hundred with each change of embodiment.
La figure 2 illustre un premier mode de réalisation du dispositif de gestion thermique 100 de la batterie d'un véhicule.FIG. 2 illustrates a first embodiment of the thermal management device 100 of the battery of a vehicle.
Comme illustré sur la figure 2, les échanges thermiques entre les cellules électriques 150 et le dispositif de gestion thermique 100 sont mis en œuvre au niveau d'une plaque d'échange thermique 110 sur laquelle les cellules électriques 150 reposent.As illustrated in FIG. 2, the heat exchanges between the electric cells 150 and the thermal management device 100 are implemented at a heat exchange plate 110 on which the electric cells 150 rest.
Cette plaque d'échange thermique 110 comprend au moins un canal interne, et de préférence une pluralité de canaux internes (non illustrés), dans lequel circule un fluide caloporteur qui est ici de l'eau.This heat exchange plate 110 comprises at least one internal channel, and preferably a plurality of internal channels (not shown), in which circulates a coolant which is here water.
Le dispositif de gestion thermique 100 comporte deux collecteurs 120, 140 en communication fluidique avec les canaux internes de la plaque d'échange thermique 110, et disposés de part et d'autre de la plaque d'échange thermique 110 et des cellules électriques 150.The thermal management device 100 comprises two collectors 120, 140 in fluid communication with the internal channels of the heat exchange plate 110, and disposed on either side of the heat exchange plate 110 and the electric cells 150.
Le collecteur d'admission 120 comprend à une de ses extrémités un port d'entrée 121 de fluide caloporteur pour la distribution du fluide caloporteur dans le dispositif de gestion thermique 100.The intake manifold 120 comprises at one of its ends a heat transfer fluid inlet port 121 for the distribution of the coolant in the thermal management device 100.
Le collecteur d'évacuation 140 comprend à une de ses extrémités un port de sortie 141 de fluide caloporteur pour évacuer du dispositif de régulation thermique 100 le fluide caloporteur.The exhaust manifold 140 comprises at one of its ends an outlet port 141 of heat transfer fluid to evacuate the thermal control device 100 the heat transfer fluid.
Ainsi, le port d'entrée 121 et le port de sortie 141 de fluide caloporteur sont situés sensiblement du même côté du dispositif de gestion thermique 100.Thus, the input port 121 and the heat transfer fluid outlet port 141 are situated substantially on the same side of the thermal management device 100.
Dans cette configuration, le fluide caloporteur est admis par un des deux collecteurs, dit collecteur d'admission 120, et est évacué par l'autre des deux collecteurs, dit collecteur d'évacuation 140.In this configuration, the heat transfer fluid is admitted by one of the two manifolds, said intake manifold 120, and is evacuated by the other of the two collectors, said exhaust manifold 140.
La liaison entre les deux collecteurs 120, 140 est effectuée par la pluralité de canaux internes, qui s'étendent le long des cellules électriques 150 et assurent une circulation unidirectionnelle du fluide caloporteur. On parle alors de circulation en « I ».The connection between the two collectors 120, 140 is effected by the plurality of internal channels, which extend along the electric cells 150 and ensure a unidirectional circulation of the coolant. This is called "I" circulation.
Par ailleurs, le fluide caloporteur est mis en mouvement dans le circuit de canaux internes par l'intermédiaire d'une pompe.Furthermore, the heat transfer fluid is set in motion in the internal channel circuit via a pump.
Dans ce premier mode de réalisation, le collecteur d'admission 120 comprend un conduit 130 rectiligne de passage du fluide réfrigérant circulant dans le premier circuit de climatisation.In this first embodiment, the intake manifold 120 comprises a rectilinear duct 130 for the passage of refrigerant circulating in the first air conditioning circuit.
Ainsi, le deuxième circuit de régulation thermique des cellules électriques 150 est en relation avec le premier circuit de climatisation de façon à permettre un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, par exemple destiné au refroidissement des cellules électriques 150.Thus, the second thermal regulation circuit of the electric cells 150 is related to the first air conditioning circuit so as to allow a heat exchange between the coolant and the coolant, for example for cooling the electric cells 150.
Le conduit 130 de circulation du fluide réfrigérant entre par une extrémité du collecteur d'admission 120, du côté du port d'entrée 121 de fluide caloporteur, et sort par l'extrémité opposée du collecteur d'admission 120. L'entrée et la sortie du fluide réfrigérant dans le collecteur d'admission 120 sont référencées 131 et 132 respectivement.The conduit 130 for circulating the refrigerant fluid enters at one end of the intake manifold 120, on the side of the heat transfer fluid inlet port 121, and exits through the opposite end of the intake manifold 120. The inlet and the output of the refrigerant in the intake manifold 120 are referenced 131 and 132 respectively.
Par conséquent, le conduit 130 de passage du fluide réfrigérant traverse le dispositif de gestion thermique au niveau du collecteur d'admission 120.Consequently, the conduit 130 for the passage of the refrigerant fluid passes through the thermal management device at the level of the intake manifold 120.
On comprend donc que le fluide caloporteur qui a, par exemple, absorbé l'énergie calorifique des cellules électriques 150 au travers de la plaque d'échange thermique 110 est recueilli par le collecteur d'évacuation 140, puis dirigé vers le collecteur d'admission 120 par l'intermédiaire de conduits non illustrés.It is thus understood that the coolant which has, for example, absorbed the heat energy of the electric cells 150 through the heat exchange plate 110 is collected by the exhaust manifold 140, then directed to the intake manifold 120 through conduits not shown.
Dans le collecteur d'admission 120, le fluide caloporteur peut libérer son énergie calorifique du fait que le collecteur d'admission 120 présente également un conduit 130 traversé par le fluide réfrigérant du circuit de climatisation.In the intake manifold 120, the heat transfer fluid can release its heat energy because the intake manifold 120 also has a conduit 130 through which the cooling fluid of the air conditioning circuit passes.
Dans le cas inverse où l'on veut réchauffer les cellules électriques 150, le deuxième circuit de régulation thermique est relié à un dispositif de chauffage, utilisant par exemple des résistances électriques ou des résistances à coefficient de température positif. Le fluide caloporteur permet alors d'apporter l'énergie calorifique aux cellules électriques 150 par l'intermédiaire de la plaque d'échange thermique 110.In the opposite case where it is desired to heat the electric cells 150, the second thermal regulation circuit is connected to a heating device, using for example electrical resistors or resistors with a positive temperature coefficient. The coolant then makes it possible to bring the heat energy to the electric cells 150 via the heat exchange plate 110.
On note que le collecteur d'admission 120 comprend une cloison 122 interne qui s'étend selon l'axe longitudinal du collecteur d'admission 120 et présente une longueur légèrement inférieure à la longueur de l'espace intérieur du collecteur d'admission 120.Note that the intake manifold 120 comprises an internal partition 122 which extends along the longitudinal axis of the intake manifold 120 and has a length slightly less than the length of the interior space of the intake manifold 120.
Une des extrémités longitudinale de la cloison 122 interne est fixée contre une paroi d'extrémité du collecteur d'admission 120, du coté du port d'entrée 121 de fluide caloporteur.One of the longitudinal ends of the internal wall 122 is fixed against an end wall of the intake manifold 120, on the side of the heat transfer fluid inlet port 121.
Ainsi, la cloison 122 interne permet de définir un conduit de fluide caloporteur sensiblement en forme de U à l'intérieur du collecteur d'admission 120.Thus, the internal partition 122 makes it possible to define a substantially U-shaped heat transfer fluid conduit inside the intake manifold 120.
Cette cloison 122 interne sépare ainsi l'espace intérieur du collecteur d'admission 120 en deux chambres ou zones, à savoir : - une première chambre de refroidissement 123 du fluide caloporteur dans laquelle s'étend le conduit 130 rectiligne de circulation du fluide réfrigérant et dans laquelle débouche le port d'entrée 121 de fluide caloporteur, et - une deuxième chambre, appelée chambre d'homogénéisation 124 de la température du fluide caloporteur, qui comprend les connexions aux canaux internes de la plaque d'échange thermique 110 et qui communique avec la chambre de refroidissement 123 par l'intermédiaire d'un passage situé à l'extrémité du collecteur d'admission 120 opposée au port d'entrée 121 de fluide caloporteur.This internal partition 122 thus separates the interior space of the intake manifold 120 into two chambers or zones, namely: a first cooling chamber 123 for the heat transfer fluid in which the rectilinear conduit 130 for the circulation of the refrigerant and in which opens the heat transfer fluid inlet port 121, and - a second chamber, called heat transfer fluid temperature homogenization chamber 124, which comprises the connections to the internal channels of the heat exchange plate 110 and which communicates with the cooling chamber 123 via a passage located at the end of the intake manifold 120 opposite the heat carrier inlet port 121.
Un premier échange thermique est ainsi mis en œuvre entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant dans le collecteur d'admission 120 du dispositif de gestion thermique 100, et plus précisément dans la chambre de refroidissement 123.A first heat exchange is thus implemented between the coolant and the coolant in the intake manifold 120 of the thermal management device 100, and more precisely in the cooling chamber 123.
Un second échange thermique est mis en œuvre entre les cellules électriques 150 et le fluide caloporteur circulant dans les canaux internes de la plaque d'échange thermique 110 du dispositif de gestion thermique 100.A second heat exchange is implemented between the electric cells 150 and the coolant circulating in the internal channels of the heat exchange plate 110 of the thermal management device 100.
Dans le mode de fonctionnement dit de « refroidissement » des cellules électriques 150, le fluide réfrigérant entrant dans le collecteur d'admission 120, en circulant dans le conduit 130, absorbe la chaleur du fluide caloporteur en s'évaporant, ce qui a pour effet de refroidir le fluide caloporteur et donc les cellules électriques 150 constituant la batterie du véhicule.In the "cooling" mode of operation of the electric cells 150, the refrigerant entering the intake manifold 120, flowing in the duct 130, absorbs the heat of the coolant while evaporating, which has the effect of to cool the coolant and thus the electrical cells 150 constituting the battery of the vehicle.
Ainsi, le fluide caloporteur est refroidi dans le dispositif de gestion thermique 100 par le fluide réfrigérant du système de climatisation qui circule également dans ce dispositif.Thus, the heat transfer fluid is cooled in the thermal management device 100 by the refrigerant of the air conditioning system which also circulates in this device.
Dans le mode de fonctionnement dit de « chauffage », le fluide réfrigérant entrant dans le collecteur d'admission 120, en circulant dans le conduit 130, cède de la chaleur du fluide caloporteur en se condensant, ce qui a pour effet de chauffer le fluide caloporteur et donc les cellules électriques 150.In the so-called "heating" operating mode, the refrigerant entering the intake manifold 120, circulating in the duct 130, transfers heat from the coolant condensing, which has the effect of heating the fluid coolant and therefore the electrical cells 150.
La figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation du dispositif de gestion thermique 200 de la batterie d'un véhicule.FIG. 3 illustrates a second embodiment of the thermal management device 200 of the battery of a vehicle.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le collecteur d'admission 220 comprend un conduit 130 de circulation du fluide réfrigérant, qui présente une forme sensiblement en U, de sorte à ce que l'entrée 231 et la sortie 232 de fluide réfrigérant soient situées sur la même extrémité du collecteur d'admission 220, du côté du port d'entrée 221 de fluide caloporteur.In this second embodiment, the intake manifold 220 comprises a conduit 130 for circulating the coolant, which has a substantially U-shaped shape, so that the inlet 231 and the refrigerant outlet 232 are located on the same end of the intake manifold 220, the side of the heat transfer fluid inlet port 221.
Une première portion du conduit 230 s'étend longitudinalement dans la chambre de refroidissement 223 le long d'une face de la cloison 222 interne, contourne l'extrémité de la cloison 222 interne et la seconde portion s'étend longitudinalement dans la chambre d'homogénéisation 224 le long de l'autre face de la cloison 222 interne.A first portion of the duct 230 extends longitudinally in the cooling chamber 223 along one face of the internal partition 222, bypasses the end of the internal partition 222 and the second portion extends longitudinally in the chamber of the internal partition 222. homogenization 224 along the other side of the internal partition 222.
Cet agencement particulier de l'entrée 230 et la sortie 231 de fluide réfrigérant permet de faciliter leur raccordement à un organe de détente, ou détendeur, 206 du fluide réfrigérant monté sur le dispositif de gestion thermique 200, et en plus précisément sur le collecteur d'admission 220.This particular arrangement of the inlet 230 and the outlet 231 of refrigerant fluid facilitates their connection to an expansion member, or expander, 206 of the refrigerant fluid mounted on the thermal management device 200, and more precisely on the collector 220 admission.
De plus, la forme particulière du conduit 230 permet d'optimiser l'échange thermique entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant.In addition, the particular shape of the conduit 230 makes it possible to optimize the heat exchange between the coolant and the coolant.
La figure 4 illustre un troisième mode de réalisation du dispositif de gestion thermique 300 de la batterie d'un véhicule.FIG. 4 illustrates a third embodiment of the thermal management device 300 of the battery of a vehicle.
Dans ce troisième mode de réalisation, le collecteur d'admission 320 comprend dans la chambre de refroidissement 323 un conduit 330 de circulation d'un fluide réfrigérant débouchant à chaque extrémité longitudinale du collecteur d'admission 320. L'entrée 331 de fluide réfrigérant est située à proximité du port d'entrée 321 de fluide caloporteur.In this third embodiment, the intake manifold 320 comprises in the cooling chamber 323 a conduit 330 for circulating a refrigerant fluid opening at each longitudinal end of the intake manifold 320. The coolant inlet 331 is located near the inlet port 321 heat transfer fluid.
De façon similaire, le collecteur d'évacuation 340 comprend un conduit 330' rectiligne de circulation du fluide réfrigérant débouchant à chaque extrémité longitudinale du collecteur d'évacuation 340.Similarly, the exhaust manifold 340 comprises a straight conduit 330 'for the circulation of the refrigerant fluid opening at each longitudinal end of the exhaust manifold 340.
La sortie 332 de fluide réfrigérant 332 est située à proximité du port de sortie 341 de fluide caloporteur.The outlet 332 of coolant 332 is located near the heat transfer fluid outlet port 341.
Les extrémités des conduits 330, 330' de circulation du fluide réfrigérant opposées respectivement à l'entrée 331 et à la sortie 332 de fluide réfrigérant sont reliées entre elles par un conduit 333 de raccord.The ends of the coolant circulation ducts 330, 330 'opposite respectively to the inlet 331 and to the refrigerant outlet 332 are interconnected by a connecting duct 333.
Ainsi, les conduits 330, 330', 333 définissent un circuit de circulation du fluide réfrigérant de forme sensiblement en U, le fluide réfrigérant circulant dans le collecteur d'admission 320, puis dans le collecteur d'évacuation 340 via le conduit de raccord 340. Dans ces collecteurs 320, 340, le fluide réfrigérant est en contact thermique avec le fluide caloporteur.Thus, the ducts 330, 330 ', 333 define a substantially U-shape refrigerant circulation circuit, the refrigerant flowing in the intake manifold 320, then into the exhaust manifold 340 via the connecting duct 340 In these manifolds 320, 340, the coolant is in thermal contact with the heat transfer fluid.
Dans ce mode de réalisation, les conduits 330, 330', 300 sont de préférence des conduits rectilignes.In this embodiment, the conduits 330, 330 ', 300 are preferably rectilinear conduits.
La figure 5 illustre un quatrième mode de réalisation du dispositif de gestion thermique 400 de la batterie d'un véhicule.FIG. 5 illustrates a fourth embodiment of the thermal management device 400 of the battery of a vehicle.
Dans ce quatrième mode de réalisation, le collecteur d'admission 420 comprend un conduit 430 de circulation du réfrigérant, sensiblement en forme de U, contournant la cloison 422 interne.In this fourth embodiment, the intake manifold 420 comprises a substantially U-shaped refrigerant circulation duct 430, bypassing the internal partition 422.
Le collecteur d'évacuation 440 comprend également un conduit 430' de circulation du fluide réfrigérant, sensiblement en forme de U.The exhaust manifold 440 also comprises a duct 430 'circulating the refrigerant fluid, substantially U-shaped.
Les extrémités libres des conduits 430, 430' sont reliées deux à deux par un premier conduit de raccord 433 et un deuxième conduit de raccord 433' respectivement.The free ends of the ducts 430, 430 'are connected in pairs by a first connecting duct 433 and a second connecting duct 433' respectively.
Ces conduits de raccords 433, 433', sont disposés du même côté du dispositif de gestion thermique 400, à savoir du côté des port d'entrée 421 et port de sortie 441 du fluide caloporteur.These connecting ducts 433, 433 'are disposed on the same side of the thermal management device 400, namely on the side of the input port 421 and the output port 441 of the heat transfer fluid.
Le premier conduit de raccord 433 comprend une entrée de fluide réfrigérant 431 et le second conduit de raccord 433' comprend une sortie de fluide réfrigérant 432.The first connecting duct 433 comprises a refrigerant inlet 431 and the second connecting duct 433 'comprises a refrigerant outlet 432.
Le fluide réfrigérant entrant dans le dispositif de gestion thermique 400 par le biais de l'entrée 431 est réparti dans les conduits 430, 430' en U disposés dans les collecteurs 420, 440 respectivement. Une fois que le fluide réfrigérant a circulé dans les collecteurs 420, 440, il est dirigé vers la sortie 432.The coolant entering the thermal management device 400 through the inlet 431 is distributed in the conduits 430, 430 'U disposed in the collectors 420, 440 respectively. Once the coolant has circulated in the manifolds 420, 440, it is directed to the outlet 432.
Cet agencement particulier de l'entrée 431 et la sortie 432 de fluide réfrigérant permet de faciliter leur raccordement à un organe de détente, ou détendeur 406, du fluide réfrigérant monté sur le dispositif de gestion thermique 400.This particular arrangement of the inlet 431 and the outlet 432 of refrigerant fluid facilitates their connection to an expansion member, or expander 406, of the refrigerant fluid mounted on the thermal management device 400.
Dans ces collecteurs 420, 440, le fluide réfrigérant est en contact thermique avec le fluide caloporteur.In these collectors 420, 440, the coolant is in thermal contact with the coolant.
On note ainsi que dans tous ces modes de réalisation, la pompe du fluide caloporteur, ou pompe à eau, peut assemblée sur le collecteur d'admission du dispositif de gestion thermique.It is thus noted that in all these embodiments, the coolant pump, or water pump, can be assembled on the intake manifold of the thermal management device.
Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.Of course, the invention is not limited to the embodiments described above and provided solely by way of example. It encompasses various modifications, alternative forms and other variants that may be considered by those skilled in the art in the context of the present invention and in particular any combination of the different modes of operation described above, which can be taken separately or in combination.
Claims (14)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1751455A FR3063182B1 (en) | 2017-02-23 | 2017-02-23 | THERMAL CONDITIONING SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE USING A THERMAL MANAGEMENT DEVICE OF A BATTERY PACK |
| PCT/FR2018/050432 WO2018154249A1 (en) | 2017-02-23 | 2018-02-23 | Thermal conditioning system for a motor vehicle, using a battery pack thermal management device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1751455 | 2017-02-23 | ||
| FR1751455A FR3063182B1 (en) | 2017-02-23 | 2017-02-23 | THERMAL CONDITIONING SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE USING A THERMAL MANAGEMENT DEVICE OF A BATTERY PACK |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3063182A1 FR3063182A1 (en) | 2018-08-24 |
| FR3063182B1 true FR3063182B1 (en) | 2019-07-12 |
Family
ID=58455329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1751455A Expired - Fee Related FR3063182B1 (en) | 2017-02-23 | 2017-02-23 | THERMAL CONDITIONING SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE USING A THERMAL MANAGEMENT DEVICE OF A BATTERY PACK |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3063182B1 (en) |
| WO (1) | WO2018154249A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT201900018713A1 (en) * | 2019-10-14 | 2021-04-14 | Ind Saleri Italo Spa | FLUID CONTROL DEVICE OF A VEHICLE |
| WO2023240552A1 (en) * | 2022-06-16 | 2023-12-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Thermal management component, battery and electric device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020129928A1 (en) * | 2001-03-07 | 2002-09-19 | Tepas John Milton | Radiator with internal header tank oil cooler |
| US20120004172A1 (en) * | 2008-10-27 | 2012-01-05 | Oncotherapy Science, Inc. | Screening method of anti-lung or esophageal cancer compounds |
-
2017
- 2017-02-23 FR FR1751455A patent/FR3063182B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2018
- 2018-02-23 WO PCT/FR2018/050432 patent/WO2018154249A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018154249A1 (en) | 2018-08-30 |
| FR3063182A1 (en) | 2018-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3451485A1 (en) | Electrical connection device for a motor vehicle cooled by a refrigerant fluid circuit | |
| FR2940632A1 (en) | DEVICE FOR COOLING THE BATTERIES OF A PARTICULARLY ELECTRIC VEHICLE AND VEHICLE EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE | |
| EP2133952A1 (en) | Module for controlling the temperature of an electric power source of an automobile. | |
| EP2258571A1 (en) | Heat exchange device and thermal management system | |
| FR2940631A1 (en) | DEVICE FOR COOLING THE BATTERIES OF A PARTICULARLY ELECTRIC VEHICLE AND VEHICLE EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE | |
| FR3076664A1 (en) | COOLING SYSTEM OF AT LEAST ONE BATTERY OF A MOTOR VEHICLE | |
| EP3781882B1 (en) | Thermal conditioning device for a motor vehicle | |
| FR2975230A1 (en) | Battery pack for car e.g. electric car, has compartment receiving pump that allows movement of liquid coolant in temperature control device, and heat exchanger provided between liquid coolant and air for cooling liquid coolant | |
| WO2020126619A1 (en) | Thermal management device for a heat-transfer fluid circuit of a hybrid vehicle | |
| FR3063182B1 (en) | THERMAL CONDITIONING SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE USING A THERMAL MANAGEMENT DEVICE OF A BATTERY PACK | |
| CH711726A2 (en) | Device and method for regulating the temperature of a battery or fuel cell of an electric or hybrid vehicle. | |
| WO2018142090A1 (en) | Thermal management circuit and associated heat exchanger | |
| FR3065796A1 (en) | THERMAL EXCHANGER IMPLEMENTED IN A THERMAL CONTROL CIRCUIT OF A MOTOR VEHICLE BATTERY PACK | |
| FR2940634A1 (en) | DEVICE FOR COOLING THE BATTERIES OF A PARTICULARLY ELECTRIC VEHICLE AND VEHICLE EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE | |
| FR3070556B1 (en) | ELECTRICAL CONNECTION DEVICE FOR A VEHICLE COOLED BY A HEAT TRANSFER CIRCUIT | |
| FR3065325A1 (en) | DEVICE FOR THERMALLY MANAGING A BATTERY PACK | |
| FR3071962B1 (en) | HOUSING FOR THE THERMAL REGULATION OF A MOTOR VEHICLE BATTERY PACK | |
| WO2020115428A1 (en) | Modular battery comprising a thermal conditioning system | |
| FR3070330B1 (en) | ELECTRICAL CONNECTOR PARTICIPATING IN A VEHICLE BATTERY CHARGE AND COMPRISING A THERMAL PROCESSING ELEMENT | |
| FR3073609B1 (en) | CHANNEL FOR THERMAL EXCHANGER OF A MOTOR VEHICLE | |
| FR3076895A1 (en) | HEAT EXCHANGER FOR A VEHICLE MU AT LEAST IN PART BY AN ELECTRIC MOTOR | |
| FR2819344A1 (en) | Battery powered vehicle with batteries cooled by evaporator in air conditioning system, uses refrigerant path in parallel with evaporator for supplementary evaporator formed by tubes round battery | |
| FR3126345A1 (en) | THERMAL CONDITIONING SYSTEM | |
| WO2021116565A1 (en) | Heat treatment system for a motor vehicle | |
| WO2021185990A1 (en) | Temperature control device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20180824 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20231005 |