FR3093558A1 - Dispositif d’échange thermique comprenant un échangeur de chaleur et des moyens de contrôle d’une circulation d’au moins un fluide à l’intérieur de l’échangeur de chaleur - Google Patents

Dispositif d’échange thermique comprenant un échangeur de chaleur et des moyens de contrôle d’une circulation d’au moins un fluide à l’intérieur de l’échangeur de chaleur Download PDF

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Abstract

Dispositif d’échange thermique comprenant un échangeur de chaleur et des moyens de contrôle d’une circulation d’au moins un fluide à l’intérieur de l’échangeur de chaleur La présente invention a pour objet un dispositif d’échange thermique (100) comprenant un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur (11) et des moyens de contrôle (101, 102) d’une circulation d’un fluide réfrigérant et/ou d’un liquide caloporteur à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur (11). L’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur (11) comprend au moins un premier chemin de circulation du fluide réfrigérant et au moins un deuxième chemin de circulation du liquide caloporteur. Au moins un des chemins comprend au moins deux compartiments de volumes différents. Les moyens de contrôle (101, 102) comprenant au moins un organe de contrôle (103, 104) de la circulation de l’un quelconque au moins du fluide réfrigérant et/ou du liquide caloporteur vers l’un des compartiments. Figure de l'abrégé : Fig. 7

Description

Dispositif d’échange thermique comprenant un échangeur de chaleur et des moyens de contrôle d’une circulation d’au moins un fluide à l’intérieur de l’échangeur de chaleur
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne un dispositif d’échange thermique comprenant un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur et des moyens de contrôle d’une circulation d’un fluide réfrigérant et/ou d’un liquide caloporteur à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur, l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur comprenant au moins un premier chemin de circulation du fluide réfrigérant et au moins un deuxième chemin de circulation du liquide caloporteur. La présente invention concerne aussi une installation comprenant un tel dispositif d’échange thermique. La présente invention concerne aussi un procédé de refroidissement d’un dispositif de stockage électrique d’un véhicule automobile au moyen d’un tel dispositif d’échange thermique.
Art antérieur
Dans le domaine automobile, il est courant d’avoir à modifier une température d’un élément, tel qu’un moteur électrique, une batterie, un dispositif de stockage de calories et/ou de frigories ou analogue. A cet effet, le véhicule automobile est équipé d’une installation qui comprend un circuit de fluide réfrigérant à l’intérieur duquel circule un fluide réfrigérant et un circuit de liquide caloporteur à l’intérieur duquel circule un liquide caloporteur. Le circuit de fluide réfrigérant comprend un compresseur pour comprimer le fluide réfrigérant, un échangeur thermique pour refroidir le fluide réfrigérant à pression constante, un organe de détente pour permettre une détente du fluide réfrigérant et un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur qui est agencé pour permettre un transfert thermique entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur. Le circuit de liquide caloporteur comprend une pompe et un échangeur thermique apte à modifier une température de l’élément.
L’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur est un échangeur comprenant des plaques empilées et jointes ensemble pour former des tubes délimitant des canaux de circulation du fluide réfrigérant ou du liquide caloporteur. La plaque comprend quatre ouvertures pour permettre une arrivée et une sortie du fluide réfrigérant, et une arrivée et une sortie du liquide caloporteur à l’intérieur des canaux de circulation situés de part et d’autre d’une même plaque.
L’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur est un échangeur de chaleur en « U » dont les chemins de circulation du fluide réfrigérant et du liquide caloporteur sont agencés en « U ». A cet effet, la plaque est pourvue d’une nervure qui délimite les branches du « U » en étant interposée entre les branches du « U ».
Il est courant d’avoir à refroidir l’élément selon des modalités distinctes, notamment lorsque celui-ci comprend au moins une batterie électrique. En effet, il est nécessaire de refroidir la batterie électrique lors de son chargement au cours duquel la batterie électrique tend à s’échauffer. La batterie électrique peut être rechargée en mode charge rapide dans lequel un temps de charge est court et un courant électrique de charge est élevé, ou bien en mode charge normale dans lequel le temps de charge est long et le courant électrique de charge est faible. Or, l’échauffement de la batterie électrique est globalement proportionnel au courant électrique de charge.
Ainsi, il est courant d’avoir à refroidir la batterie électrique en mode de charge rapide dans lequel la batterie électrique dissipe une quantité importante de chaleur nécessitant qu’une puissance de refroidissement fournie par l’échangeur de chaleur soit également importante. Il est aussi courant d’avoir à refroidir la batterie électrique en mode de charge normale dans lequel la batterie électrique dissipe une faible quantité de chaleur, qu’une puissance de refroidissement notablement inférieure à celle nécessaire en mode charge rapide suffit à dissiper.
Pour faire face à ces deux modalités distinctes de fonctionnement, l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur est habituellement configuré pour fournir la puissance de refroidissement élevée qui est nécessaire lorsque la batterie électrique est en mode de charge rapide. Autrement dit, l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur est dimensionné et configuré pour fournir une puissance de refroidissement élevée, correspondant à celle nécessaire pour dissiper la chaleur fournie par la batterie en mode charge rapide.
Or, et paradoxalement, il apparait qu’un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur ainsi configuré présente un rendement de refroidissement dégradé lorsque la puissance de refroidissement demandée est faible. Autrement dit, il apparait que l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur ainsi configuré refroidit moins bien la batterie électrique en mode charge normale que cette même batterie électrique en mode charge rapide.
Un but de la présente invention est de proposer un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur configuré pour fournir efficacement et rapidement une puissance de refroidissement adaptée en fonction des modalités de fonctionnement de la batterie électrique.
La présente invention vient améliorer la situation, en proposant un dispositif d’échange thermique comprenant un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur et des moyens de contrôle d’une circulation d’un fluide réfrigérant et/ou d’un liquide caloporteur à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur. L’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur comprend au moins un premier chemin de circulation du fluide réfrigérant et au moins un deuxième chemin de circulation du liquide caloporteur.
Selon la présente invention, au moins un des chemins comprend au moins deux compartiments de volumes différents, les moyens de contrôle comprenant au moins un organe de contrôle de la circulation de l’un quelconque au moins du fluide réfrigérant et/ou du liquide caloporteur vers l’un des compartiments.
Le dispositif d’échange thermique comprend avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques techniques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- les moyens de contrôle sont aptes à autoriser ou interdire une circulation de l’un quelconque au moins du fluide réfrigérant et/ou du liquide caloporteur à l’intérieur de l’échangeur de chaleur,
- les moyens de contrôle sont par exemple aptes à autoriser ou interdire une circulation du fluide réfrigérant à l’intérieur d’au moins un des premiers chemins de circulation du fluide réfrigérant,
- les moyens de contrôle sont par exemple aptes à autoriser ou interdire une circulation du liquide caloporteur à l’intérieur d’au moins un des deuxièmes chemins de circulation du liquide caloporteur,
- chaque compartiment est équipé d’un organe de contrôle qui est apte à autoriser ou interdire une circulation du fluide, indifféremment fluide réfrigérant ou liquide caloporteur, à l’intérieur du compartiment,
- au moins un des chemins comporte un premier compartiment qui comprend au moins un deuxième compartiment et un troisième compartiment,
- on comprend en cela que le deuxième compartiment fait partie intégrante du premier compartiment. Autrement dit, le deuxième compartiment est constitutif du premier compartiment. Autrement dit encore, le premier compartiment est formé du deuxième compartiment et du troisième compartiment, qui est complémentaire du deuxième compartiment pour former le premier compartiment. Autrement dit encore, le premier compartiment est subdivisé en deuxième compartiment et en troisième compartiment. Le deuxième compartiment et le troisième compartiment forment conjointement le premier compartiment,
- le premier compartiment est équipé d’un premier organe de contrôle, le premier organe de contrôle étant soit un organe de détente soit une vanne,
- le deuxième compartiment est équipé d’un deuxième organe de contrôle, le deuxième organe de contrôle est une vanne,
- le premier compartiment s’étend longitudinalement entre une première joue et une deuxième joue de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur, le deuxième compartiment s’étendant longitudinalement entre la première joue et une plaque de séparation, qui est interposée entre la première joue et la deuxième joue, et le troisième compartiment s’étendant entre la plaque de séparation et la deuxième joue,
-l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur est pourvu d’un premier collecteur qui est en relation fluidique avec le deuxième compartiment, d’un deuxième collecteur qui est en relation fluidique avec le premier compartiment, d’un troisième collecteur qui est en relation fluidique avec le premier compartiment, d’un quatrième collecteur qui est en relation fluidique avec le deuxième compartiment, d’un cinquième collecteur qui est en relation fluidique avec le premier compartiment et d’un sixième collecteur qui est en relation fluidique avec le premier compartiment,
- le premier collecteur et le deuxième collecteur sont des collecteurs d’entrée du fluide réfrigérant à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur,
- le troisième collecteur est un collecteur de sortie du fluide réfrigérant hors de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur,
- le quatrième collecteur est un collecteur d’entrée du liquide caloporteur à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur,
- le cinquième collecteur et le sixième collecteur sont des collecteurs de sortie du liquide caloporteur hors de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur,
- la première joue est pourvue d’une première ouverture en relation fluidique avec le premier collecteur, d’une deuxième ouverture en relation avec le deuxième collecteur et d’une troisième ouverture en relation fluidique avec le troisième collecteur, la deuxième ouverture étant pourvue d’un premier organe de contrôle,
- le premier collecteur, le deuxième collecteur et le troisième collecteur sont constitutifs du premier chemin de circulation du fluide réfrigérant,
- la première joue est pourvue d’une quatrième ouverture en relation fluidique avec le quatrième collecteur, d’une cinquième ouverture en relation avec le cinquième collecteur et d’une sixième ouverture en relation fluidique avec le sixième collecteur, la cinquième ouverture étant pourvue d’un deuxième organe de contrôle,
- le quatrième collecteur, le cinquième collecteur et le sixième collecteur sont constitutifs du deuxième chemin de circulation du liquide caloporteur,
- l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur est un échangeur à plaques dont le deuxième compartiment comprend des plaques de premier type et des plaques de deuxièmes type et dont le troisième compartiment comprend des plaques de premier type et des plaques de troisième type,
La présente invention a aussi pour objet une installation comprenant un tel dispositif d’échange thermique, la première ouverture étant une admission du fluide réfrigérant à l’intérieur du deuxième compartiment, la deuxième ouverture étant une admission du fluide réfrigérant à l’intérieur du premier compartiment et la troisième ouverture étant une évacuation du fluide réfrigérant hors du premier compartiment ou du deuxième compartiment,
L’installation présente aussi avantageusement la caractéristique suivante :
- la quatrième ouverture est une évacuation du liquide caloporteur hors du deuxième compartiment, la cinquième ouverture est une évacuation du liquide caloporteur hors du premier compartiment et la sixième ouverture est une admission du liquide caloporteur à l’intérieur du premier compartiment ou du deuxième compartiment.
La présente invention a aussi pour objet un système de refroidissement comprenant un élément à refroidir et une telle installation qui est apte à modifier une température de l’élément,
- l’élément est notamment un dispositif de stockage électrique qui comprend au moins une batterie apte à fonctionner en mode charge rapide dans lequel un temps de charge est court et un courant électrique de charge est élevé, ou en mode charge normale dans lequel le temps de charge est long et le courant électrique de charge est faible
La présente invention a aussi pour objet un procédé de refroidissement d’un dispositif de stockage électrique d’un véhicule automobile au moyen d’un tel dispositif d’échange thermique ou au moyen d’une telle installation, dans lequel :
- le premier compartiment de chaque chemin de circulation est parcouru par le fluide réfrigérant et par le liquide caloporteur quand le dispositif de stockage électrique est placé dans un mode de charge rapide, et
- seulement le deuxième compartiment d’un des chemins de circulation est parcouru par le fluide réfrigérant et/ou par le liquide caloporteur quand le dispositif de stockage électrique est placé dans un mode de charge normale ou bien les deuxièmes compartiments du premier chemin du fluide réfrigérant et du deuxième chemin du liquide caloporteur sont parcourus par le fluide réfrigérant et par le liquide caloporteur quand le dispositif de stockage électrique est placé dans un mode de charge normale.
Brève description des figures
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description non limitative qui suit, rédigée au regard des dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente une installation de la présente invention.
– la figure 2 illustre schématiquement un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur de la présente invention qui est constitutif de l’installation illustrée sur la figure 1.
– la figure 3 illustre une première coupe de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur représenté sur la figure 2, la coupe étant ménagée à travers un plan comprenant une première ouverture, une deuxième ouverture et une troisième ouverture de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur.
– la figure 4 illustre une deuxième coupe de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur représenté sur la figure 2, la coupe étant ménagée à travers un plan comprenant une quatrième ouverture, une cinquième ouverture et une sixième ouverture de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur.
– la figure 5 illustre des premiers chemins de circulation d’un fluide réfrigérant que comporte l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur représenté sur la figure 2.
– la figure 6 illustre des deuxièmes chemins de circulation d’un liquide caloporteur que comporte l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur représenté sur la figure 2.
– la figure 7 illustre un dispositif d’échange thermique de la présente invention qui comprend l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur illustré sur la figure 2.
– la figure 8 est une vue partielle en perspective de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur illustré sur la figure 2.
– la figure 9 est une vue de face d’une plaque de compartiment de premier type constitutive de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur illustré sur la figure 2.
– la figure 10 est une vue de face d’une plaque de compartiment de deuxième type constitutive de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur illustré sur la figure 2.
– la figure 11 est une vue de face d’une plaque de compartiment de troisième type constitutive de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur illustré sur la figure 2.
– la figure 12 est une vue de face d’une plaque de séparation constitutive de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur illustré sur la figure 2.
Description détaillée de l'invention
Sur la figure 1, un véhicule automobile est équipé d’un élément 1 qu’il convient de refroidir ou de réchauffer, par exemple pour optimiser son fonctionnement. Un tel élément 1 est notamment un moteur électrique ou thermique destiné à propulser au moins partiellement le véhicule automobile, une batterie prévue pour stocker une énergie électrique, un dispositif de stockage de calories et/ou de frigories ou analogue. L’élément 1 est notamment un dispositif de stockage électrique comprenant au moins une batterie électrique, qui peut être rechargée soit en mode charge rapide dans lequel un temps de charge est court et un courant électrique de charge est élevé, soit en mode charge normale dans lequel le temps de charge est long et le courant électrique de charge est faible. La présente invention vise notamment à refroidir efficacement la batterie électrique, quel que soit son mode de charge : mode de charge rapide dans lequel la batterie électrique s’échauffe rapidement et fortement, ou bien mode de charge normal dans laquelle la batterie électrique s’échauffe lentement et faiblement.
A cet effet, le véhicule automobile est équipé d’une installation 2 qui comprend un circuit de fluide réfrigérant 3 à l’intérieur duquel circule un fluide réfrigérant 4 et un circuit de liquide caloporteur 5 à l’intérieur duquel circule un liquide caloporteur 6, eau glycolée notamment ou analogue. Le fluide réfrigérant est par exemple un fluide réfrigérant sous-critique, comme le R134a ou le 1234YF, ou un fluide réfrigérant super-critique, tel que le dioxyde de carbone dont la référence est R744. L’installation 2 est apte à modifier une température de l’élément 1, et notamment à refroidir l’élément 1.
L’installation 2 comprend au moins un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 selon la présente invention. L’installation 2 est décrite ci-après pour mieux comprendre la présente invention mais les caractéristiques de l’installation 2 décrite ne sont nullement restrictives pour l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 de la présente invention. Autrement dit, l’installation 2 est susceptible de présenter des caractéristiques structurelles distinctes et/ou des modalités de fonctionnement différentes que celles décrites sans que l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 déroge aux règles de la présente invention.
Le circuit de fluide réfrigérant 3 comprend un compresseur 7 pour comprimer le fluide réfrigérant 4, un échangeur fluide réfrigérant / air extérieur 8 pour refroidir le fluide réfrigérant 4 à pression constante, par exemple placé en face avant du véhicule automobile, un organe de détente 9 pour permettre une détente du fluide réfrigérant 4 et l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 qui est agencé pour permettre un transfert thermique entre le fluide réfrigérant 4 et le liquide caloporteur 6.
L’élément 1 est en relation avec un échangeur thermique 14, l’échangeur thermique 14 étant apte à modifier une température de l’élément 1, notamment par contact direct ménagé entre l’élément 1 et l’échangeur thermique 14, l’échangeur thermique 14 étant constitutif du circuit de liquide caloporteur 5.
Le circuit de liquide caloporteur 5 comprend une pompe 15 pour faire circuler le liquide caloporteur 6 à l’intérieur du circuit de liquide caloporteur 5. Le circuit de liquide caloporteur 5 comprend l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 qui est également constitutif du circuit de fluide réfrigérant 3. L’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 comprend au moins un premier chemin de circulation 21 du fluide réfrigérant 4 et au moins un deuxième chemin de circulation 22 du liquide caloporteur 6, le premier chemin de circulation 21 et le deuxième chemin de circulation 22 étant agencés pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant 4 présent à l’intérieur du premier chemin de circulation 21 et le liquide caloporteur 6 présent à l’intérieur du deuxième chemin de circulation 22. De préférence, l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 comporte plusieurs premiers chemins de circulation 21 et plusieurs deuxièmes chemins de circulation 22. Un premier chemin de circulation 21 est interposé entre deux deuxièmes chemins de circulation 22, et un deuxième chemin de circulation 22 est interposé entre deux premiers chemins de circulation 21. L’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 comporte ainsi une alternance de premiers chemins de circulation 21 et de deuxièmes chemins de circulation 22.
A l’intérieur du circuit de liquide caloporteur 5, le liquide caloporteur 6 circule depuis la pompe 15 vers l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, puis circule à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 en empruntant les deuxièmes chemins de circulation 22 pour échanger des calories avec le fluide réfrigérant 4 présent à l’intérieur des premiers chemins de circulation 21, puis circule à l’intérieur de l’échangeur thermique 14 pour modifier la température de l’élément 1, puis retourne vers la pompe 15.
A l’intérieur du circuit de fluide réfrigérant 3, le fluide réfrigérant 4 circule du compresseur 7 vers l’échangeur fluide réfrigérant / air extérieur 8, puis vers l’organe de détente 9. Le fluide réfrigérant 4 circule ensuite à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 en empruntant les premiers chemins de circulation 21 à l’intérieur desquels le fluide réfrigérant 4 échange des calories avec le liquide caloporteur 6 présent à l’intérieur des deuxièmes chemins de circulation 22, puis retourne vers le compresseur 7.
Sur la figure 2, l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 est représenté schématiquement dans un repère orthonormé Oxyz lié à l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, dans lequel une direction Ox est une direction longitudinale, une direction Oy est une direction latérale et une direction Oz est une direction verticale. Le repère orthonormé Oxyz définit un plan Oxy, horizontal sur la figure 2, un plan Oyz, latéral sur la figure 2, et un plan Oxz, longitudinal sur la figure 2. L’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 est globalement parallélépipédique et comporte une première joue 23 et une deuxième joue 24 qui bordent longitudinalement l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 et qui s’étendent chacune à l’intérieur d’un plan parallèle au plan Oyz.
La première joue 23 est pourvue de six ouvertures, dont une première ouverture 31, une deuxième ouverture 32, une troisième ouverture 33, une quatrième ouverture 34, une cinquième ouverture 35 et une sixième ouverture 36, qui sont préférentiellement circulaires.
La première ouverture 31, la deuxième ouverture 32 et la troisième ouverture 33 sont alignées selon une direction parallèle à la direction Oy et sont situées à proximité d’un premier côté 37 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, parallèle au plan Oxy. La deuxième ouverture 32 est interposée entre la première ouverture 31 et la troisième ouverture 33. La première ouverture 31 est située à proximité d’un premier flan 39 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, le premier flan 39 s’étendant dans un plan parallèle au plan Oxz. La troisième ouverture 33 est située à proximité d’un deuxième flan 40 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, le deuxième flan 40 s’étendant dans un plan parallèle au plan Oxz. Le premier flan 39 et le deuxième flan 40 bordent latéralement l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11. La deuxième ouverture 32 est d’un diamètre inférieur à un diamètre de la première ouverture 31 et à un diamètre de la troisième ouverture 33, le diamètre de la première ouverture 31 et le diamètre de la troisième ouverture 33 étant préférentiellement égaux, aux tolérances de fabrication près. Selon un mode de réalisation, une surface de la première ouverture 31 correspond à 70% de la somme des surfaces de la première ouverture 31 et de la deuxième ouverture 32, et la surface de la deuxième ouverture 32 correspond à 30% de cette même somme. La surface de la première ouverture 31 est préférentiellement égale à la surface de la troisième ouverture 33, aux tolérances de fabrication près.
La quatrième ouverture 34, la cinquième ouverture 35 et la sixième ouverture 36 sont alignées selon une direction parallèle à la direction Oy et sont situées à proximité d’un deuxième côté 38 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, parallèle au plan Oxy. Le deuxième côté 38 et le premier côté 37 bordent verticalement l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11. La cinquième ouverture 35 est interposée entre la quatrième ouverture 34 et la sixième ouverture 36. La quatrième ouverture 34 est située à proximité du premier flan 39 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11. La sixième ouverture 36 est située à proximité du deuxième flan 40 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11. La cinquième ouverture 35 est d’un diamètre inférieur à un diamètre de la quatrième ouverture 34 et à un diamètre de la sixième ouverture 36, le diamètre de la quatrième ouverture 34 et de la sixième ouverture 36 étant préférentiellement égaux, aux tolérances de fabrication près. Selon un mode de réalisation, une surface de la quatrième ouverture 34 correspond à 70% de la somme des surfaces de la quatrième ouverture 34 et de la cinquième ouverture 35, et la surface de la cinquième ouverture 35 correspond à 30% de cette même somme. La surface de la quatrième ouverture 34 est préférentiellement égale à la surface de la sixième ouverture 36, aux tolérances de fabrication près.
L’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 est un échangeur compartimenté qui comprend un premier compartiment 41 qui s’étend entre la première joue 23 et la deuxième joue 24. Autrement dit, le premier compartiment 41 occupe la totalité du volume de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11. Le premier compartiment 41 est constitué d’un deuxième compartiment 42 et d’un troisième compartiment 43 qui sont séparés l’un de l’autre par une plaque de séparation 44, ménagée dans un plan parallèle au plan Oyz. Le deuxième compartiment 42 et le troisième compartiment 43 se succèdent longitudinalement l’un à l’autre. Plus particulièrement, le deuxième compartiment 42 s’étend longitudinalement entre la première joue 23 et la plaque de séparation 44 tandis que le troisième compartiment s’étend longitudinalement entre la plaque de séparation 44 et la deuxième joue 24. Autrement dit, longitudinalement se succèdent la première joue 23, le deuxième compartiment 42, la plaque de séparation 44, le troisième compartiment 43 et la deuxième joue 24. On comprend en cela que le deuxième compartiment 42 et le troisième compartiment 43 forment conjointement le premier compartiment 41. Autrement dit, le premier compartiment est subdivisé en deuxième compartiment 42 et en troisième compartiment 43. Selon une variante de réalisation le deuxième compartiment 42 représente en volume 70%, à 10% près, du premier compartiment 41 et le troisième compartiment 43 représente en volume 30%, à 10% près, du premier compartiment 41.
Sur la figure 3, la première ouverture 31, la deuxième ouverture 32 et la troisième ouverture 33 font partie intégrante des premiers chemin de circulation 21 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, de telle sorte que le fluide réfrigérant 4 est à même de circuler à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, depuis l’une ou l’autre de la première ouverture 31 ou bien de la deuxième ouverture 32 vers la troisième ouverture 33, comme décrit ci-après. Ainsi, la première ouverture 31 et la deuxième ouverture 32 sont des bouches d’admission du fluide réfrigérant 4 à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 tandis que la troisième ouverture 33 est une bouche d’évacuation du fluide réfrigérant 4 hors de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11.
A cet effet, la première ouverture 31 équipe un premier collecteur 51 qui est en relation fluidique avec le deuxième compartiment 42, pour n’alimenter en fluide réfrigérant que le deuxième compartiment 42. Le premier collecteur 51 s’étend longitudinalement entre la première joue 23 et la plaque de séparation 44. Autrement dit, le fluide réfrigérant 4 admis à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 par l’intermédiaire de la première ouverture 31 est à même de circuler à l’intérieur du deuxième compartiment 42, sans pénétrer à l’intérieur du troisième compartiment 43. La plaque de séparation 44 interdit un passage du fluide réfrigérant 4 admis à l’intérieur du premier collecteur 51 depuis le deuxième compartiment 42 vers le troisième compartiment 43. La deuxième ouverture 32 équipe un deuxième collecteur 52 qui est en relation fluidique avec le premier compartiment 41. Le deuxième collecteur 52 s’étend longitudinalement depuis la première joue 23 jusque vers la deuxième joue 24, en traversant la plaque de séparation 44.Autrement dit, le fluide réfrigérant 4 admis à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 par l’intermédiaire de la deuxième ouverture 32 est à même de circuler à l’intérieur du premier compartiment 41, donc l’ensemble du volume de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11. La troisième ouverture 33 équipe un troisième collecteur 53 qui est en relation fluidique avec le premier compartiment 41. Le troisième collecteur 53 s’étend longitudinalement entre la deuxième joue 24 et la première joue 23, en traversant la plaque de séparation 44. Autrement dit, le fluide réfrigérant 4 présent à l’intérieur du premier compartiment 41 est à même d’être évacué hors de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 par l’intermédiaire de la troisième ouverture 33. Le troisième collecteur 53 est également en communication fluidique avec le deuxième compartiment 42, de telle sorte que le fluide réfrigérant 4 présent à l’intérieur du deuxième compartiment 42 est à même d’être évacué hors de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 par l’intermédiaire de la troisième ouverture 33. On comprend en cela que le premier collecteur 51 et le deuxième collecteur 52 sont prévus pour être des collecteurs d’entrée du fluide réfrigérant 4, par l’intermédiaire desquels le fluide réfrigérant 4 est admis à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, tandis que le troisième collecteur 53 est prévu pour être un collecteur de sortie du fluide réfrigérant 4, par l’intermédiaire duquel le fluide réfrigérant 4, présent à l’intérieur du premier compartiment 41 ou bien uniquement du deuxième compartiment 42, est évacué hors de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11.
Sur la figure 4, la quatrième ouverture 34, la cinquième ouverture 35 et la sixième ouverture 36 font partie intégrante des deuxièmes chemins de circulation 22 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, de telle sorte que le liquide caloporteur 6 est à même de circuler à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, depuis la sixième ouverture 36 vers la quatrième ouverture 34 ou vers la cinquième ouverture 35, comme décrit ci-après. Ainsi, la quatrième ouverture 34 et la cinquième ouverture 35 sont des bouches d’évacuation du liquide caloporteur 6 hors de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 tandis que la sixième ouverture 36 est une bouche d’admission du liquide caloporteur à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11.
A cet effet, la quatrième ouverture 34 équipe un quatrième collecteur 54 qui est en relation fluidique avec le deuxième compartiment 42. Le quatrième collecteur 54 s’étend longitudinalement entre la plaque de séparation 44 et la première joue 23. Autrement dit, le liquide caloporteur 6 présent à l’intérieur du deuxième compartiment 42 est à même d’être évacué hors de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 par l’intermédiaire de la quatrième ouverture 34. La cinquième ouverture 35 équipe un cinquième collecteur 55 qui est en relation fluidique avec le premier compartiment 41. Le cinquième collecteur 55 s’étend longitudinalement entre la deuxième joue 24 et la première joue 23. Autrement dit, le liquide caloporteur 4 présent à l’intérieur du premier compartiment 41 est à même d’être évacué hors de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 par l’intermédiaire de la cinquième ouverture 35. La sixième ouverture 36 équipe un sixième collecteur 56 qui est en relation fluidique avec le premier compartiment 41. Le sixième collecteur 56 s’étend longitudinalement entre la deuxième joue 24 et la première joue 23. Autrement dit, le liquide caloporteur 4 admis à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 par l’intermédiaire de la sixième ouverture 6 circule à l’intérieur du premier compartiment 41, puis vers le quatrième collecteur 54 ou le cinquième collecteur 55. On comprend en cela que le sixième collecteur 56 est prévu pour être un collecteur d’entrée du liquide caloporteur 6 à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, par l’intermédiaire duquel le liquide caloporteur 6 est admis à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, tandis que le quatrième collecteur 54 et le cinquième collecteur 55 sont prévus pour être des collecteurs de sortie du liquide caloporteur 6 hors de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, par l’intermédiaire desquels le liquide caloporteur 6 est évacué hors de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11.
Selon une autre variante de réalisation, la première ouverture 31, la deuxième ouverture 32 et la troisième ouverture 33 font partie intégrante des deuxièmes chemins de circulation 22 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 tandis que la quatrième ouverture 34, la cinquième ouverture 35 et la sixième ouverture 36 font partie intégrante des premiers chemins de circulation 21 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, de telle sorte que selon cette autre variante, il est nécessaire de remplacer le fluide réfrigérant 4 par le liquide caloporteur 6, et inversement, dans ce qui vient d’être énoncé dans la description des figures 3 et 4.
Sur les figures 5 et 6, l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 est un échangeur en U de telle sorte que les premiers chemins de circulation 21, illustrés sur la figure 5, et les deuxièmes chemins de circulation 22, illustrés sur la figure 6, sont conformés en U.
Sur la figure 5, l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 comporte une première cloison 57 qui est ménagée entre les branches du U. La première cloison 57 est en contact avec le deuxième côté 38 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11. Selon une variante de réalisation, la première cloison 57 est une cloison médiane située à égale distance du premier flan 39 et du deuxième flan 40. Selon une autre variante, la première cloison 57 est entre 10% et 20% plus proche du premier flan 39 que du deuxième flan 40. Aussi, la première ouverture 31 et la deuxième ouverture 32 équipent une première extrémité du premier chemin de circulation 211 conformé en U tandis que la troisième extrémité 33 équipe une deuxième extrémité du premier chemin de circulation 212 conformé en U. Ainsi, la base du U selon lequel les premiers chemins de circulation 21 sont agencés est bordé par le premier côté 37 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, tandis que les branches du U selon lequel les premiers chemins de circulation 21 sont agencés sont bordés par le premier flan 39 ou le deuxième flan 40.
Sur la figure 6, l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 comporte une deuxième cloison 58 qui est ménagée entre les branches du U. La deuxième cloison 58 est en contact avec le premier côté 37 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11. Selon une variante de réalisation, la deuxième cloison 58 est une cloison médiane située à égale distance du premier flan 39 et du deuxième flan 40. Selon une autre variante, la deuxième cloison 58 est entre 10% et 20% plus proche du deuxième flan 40 que du premier flan 39. Aussi, la quatrième ouverture 34 et la cinquième ouverture 35 équipent une première extrémité du deuxième chemin de circulation 221 conformé en U tandis que la sixième extrémité 36 équipe une deuxième extrémité du deuxième chemin de circulation 222 conformé en U. Ainsi, la base du U selon lequel les deuxième chemins de circulation 22 sont agencés est bordé par le deuxième côté 38 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, tandis que les branches du U selon lequel les deuxièmes chemins de circulation 22 sont agencés sont bordés par le premier flan 39 ou le deuxième flan 40.
Sur les figures 5 et 6, sont illustrés deux modes d’utilisation de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11.
Sur la figure 5 et en trait gras est représenté l’un des premiers chemins de circulation 21 du fluide réfrigérant 4 lorsque la batterie électrique est en mode charge rapide. Dans ce cas-là, le fluide réfrigérant 4 emprunte le premier compartiment 41 pour circuler à l’intérieur de l’ensemble du volume de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 et échanger un maximum de calories avec le liquide caloporteur 6 circulant à l’intérieur du deuxième chemin de circulation 22 du liquide caloporteur 6, qui est équivalent à celui du premier chemin de circulation 21 du fluide réfrigérant 4.
En trait pointillé est représenté l’un des premiers chemin de circulation 21 du fluide réfrigérant 4 lorsque la batterie électrique est en mode charge normale. Dans ce cas-là, le fluide réfrigérant 4 emprunte le deuxième compartiment 42, sans emprunter le troisième compartiment 43, pour circuler à l’intérieur d’une fraction du volume de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 et échanger la quantité nécessaire de calories avec le liquide caloporteur 6 circulant à l’intérieur du deuxième chemin de circulation 22 du liquide caloporteur 6, qui est équivalent à celui du premier chemin de circulation 21 du fluide réfrigérant 4.
Sur la figure 6 et en trait gras est représenté l’un des deuxièmes chemins de circulation 22 du liquide caloporteur 6 lorsque la batterie électrique est en mode charge rapide. Dans ce cas-là, le liquide caloporteur 6 emprunte le premier compartiment 41 pour circuler à l’intérieur de l’ensemble du volume de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 et échanger un maximum de calories avec le fluide réfrigérant 4 circulant à l’intérieur du premier chemin de circulation 21 du fluide réfrigérant, illustré en gras sur la figure 5, qui est équivalent à celui du deuxième chemin de circulation 22 du liquide caloporteur 6.
En trait pointillé est représenté l’un des deuxièmes chemin de circulation 21 du liquide caloporteur 6 lorsque la batterie électrique est en mode charge normale. Dans ce cas-là, le liquide caloporteur 6 emprunte le deuxième compartiment 42, sans emprunter le troisième compartiment 43, pour circuler à l’intérieur d’une fraction du volume de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 et échanger la quantité nécessaire de calories avec le fluide réfrigérant 4 circulant à l’intérieur du premier chemin de circulation 21 du fluide réfrigérant 4, illustré en trait pointillé sur la figure 5, qui est équivalent à celui du deuxième chemin de circulation 22 du liquide caloporteur 6.
On comprend que l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 ainsi configuré permet un échange de chaleur optimisé entre le fluide réfrigérant 4 et le liquide caloporteur 6.
Sur la figure 7, est illustré un dispositif d’échange thermique 100 de la présente invention qui comprend l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11, des premiers moyens de contrôle 101 d’une circulation du fluide réfrigérant 4 à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 et des deuxièmes moyens de contrôle 102 d’une circulation du liquide caloporteur 6 à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11.
Les premiers moyens de contrôle 101 de la circulation du fluide réfrigérant 4 à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 sont agencés pour autoriser ou interdire une admission du fluide réfrigérant 4 à l’intérieur du premier compartiment 41. De préférence, les premiers moyens de contrôle 101 de la circulation du fluide réfrigérant 4 à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 autorisent toujours une admission du fluide réfrigérant 4 à l’intérieur du deuxième compartiment 42.
Selon une variante de réalisation, les premiers moyens de contrôle 101 comprennent un premier organe de contrôle 103 qui est apte à autoriser ou interdire une admission du fluide réfrigérant 4 à l’intérieur du premier collecteur 51, les premiers moyens de contrôle 101 autorisant toujours une admission du fluide réfrigérant 4 à l’intérieur du deuxième collecteur 52. Le premier organe de contrôle 103 est par exemple une vanne ou un organe analogue. Le premier organe de contrôle 103 est éventuellement associé à l’organe de détente 9.
Les deuxièmes moyens de contrôle 102 de la circulation du liquide caloporteur 6 à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 sont agencés pour permettre une évacuation du liquide caloporteur 6 hors du premier compartiment 41.
Selon une variante de réalisation, les deuxièmes moyens de contrôle 102 comprennent un deuxième organe de contrôle 104 qui est apte à autoriser ou interdire une évacuation du liquide caloporteur 6 hors du cinquième collecteur 55, les deuxièmes moyens de contrôle 102 autorisant toujours une évacuation du liquide caloporteur 6 hors du quatrième collecteur 54. Le deuxième organe de contrôle 104 est par exemple une vanne ou un organe analogue.
Sur la figure 8, l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 est un échangeur à plaques qui comprend une pluralité de plaques de compartiment 105a, 105b, 105c, illustrées successivement sur les figures 9 à 11, et la plaque de séparation 44, illustrée sur la figure 12. Les plaques de compartiment de premier type 105a, telle que celle illustrée sur la figure 9, et les plaques de compartiment de deuxième type 105b, telle que celle illustrée sur la figure 10, sont prévues pour former le deuxième compartiment 42 en étant interposées alternativement entre la première joue 23 et la plaque de séparation 44. Les plaques de compartiment de troisième type 105c, telle que celle illustrée sur la figure 11, et les plaques de compartiment de premier type 105a, sont prévues pour former le troisième compartiment 43 en étant interposées alternativement entre la plaque de séparation 44 et la deuxième joue 24.
Les plaques de compartiment 105a, 105b, 105c et la plaque de séparation 44 sont imbriquées les unes dans les autres pour délimiter deux à deux un tube 123 qui canalise une circulation du fluide réfrigérant 4 ou bien du liquide caloporteur 6. Autrement dit, les plaques 44, 105a, 105b, 105c formant le tube 123 délimitent conjointement un canal 111 dédié à la circulation du fluide réfrigérant 4 ou du liquide caloporteur 6. Plus particulièrement, un côté d’une plaque 44, 105a, 105b, 105c borde le canal 111 de circulation du fluide caloporteur 4 et l’autre côté de la même plaque 44, 105a, 105b, 105c, 105d borde le canal 111 de circulation du liquide caloporteur 6. Ainsi, les plaques 44, 105a, 105b, 105c sont agencées entre elles de manière à configurer en alternance les canaux 111 de circulation du fluide réfrigérant 4 et du liquide caloporteur 6.
Sur les figures 9 à 14, la plaque 44, 105a, 105b, 105c indifféremment plaque de compartiment 105a, 105b, 105c ou bien plaque de séparation 44, s’étend principalement selon un axe d’allongement A1. La plaque 44, 105a, 105b, 105c comprend un fond 106 et au moins un rebord relevé 107 qui entoure le fond 106. Le fond 106 s’étend à l’intérieur d’un plan qui est parallèle au plan Oyz. Le rebord relevé 107 est ménagé à la périphérie du fond 106 et le rebord relevé 107 entoure le fond 106. Le rebord relevé 107 est sécant avec le plan à l’intérieur duquel s’étend le fond 106. Plus particulièrement, chaque bord relevé, indifféremment premier bord relevé vertical 108a , deuxième bord relevé vertical 108b, premier bord relevé latéral 109a ou deuxième bord relevé latéral 109b, s’étend à l’intérieur d’un plan respectif qui coupe le plan à l’intérieur duquel s’étend le fond 106 et qui forme avec celui-ci un angle compris entre 91° et 140°, préférentiellement compris entre 91° et 95°. On comprend que la plaque 44, 105a, 105b, 105c est agencée en une baignoire globalement rectangulaire, le fond de la baignoire étant constitué du fond 106 et les bords de la baignoire étant constitués du rebord relevé 107.
De telles plaques 44, 105a, 105b, 105c sont destinées à être empilées de manière à ce que les fonds 106 des plaques 44, 105a, 105b, 105c soient disposés parallèlement les uns aux autres en une superposition distante et étagée des fonds 106. Les rebords relevés 107 de deux plaques 44, 105a, 105b, 105c encastrées l’une dans l’autre sont en contact et sont destinés à être brasés l’un avec l’autre pour assurer une étanchéité du canal 111 ainsi ménagé entre deux plaques 44, 105a, 105b, 105c adjacentes.
Plus particulièrement, le rebord relevé 107 comprend deux bords relevés verticaux 108a, 108b, dont un premier bord relevé vertical 108a et un deuxième bord relevé vertical 108b, qui sont ménagés en vis-à-vis l’un de l’autre. Les premiers bords relevés verticaux 108a sont constitutifs du deuxième flan 40 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 tandis que les deuxièmes bords relevés verticaux 108b sont constitutifs du premier flan 39 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11. Le rebord relevé 107 comprend également deux bords relevés latéraux 109a, 109b, dont un premier bord relevé latéral 109a et un deuxième bord relevé latéral 109b, qui sont ménagés en vis-à-vis l’un de l’autre. Les premiers bords relevés latéraux 109a sont constitutifs du premier côté 37 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11 tandis que les deuxièmes bords relevés latéraux 109b sont constitutifs du deuxième côté 38 de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur 11.
Le fond 106 de de chaque plaque 44, 105a, 105b, 105c est pourvu d’une pluralité de protubérances 112 qui sont destinées à perturber un écoulement du fluide réfrigérant 4 ou du liquide caloporteur 6.
Le fond 106 de chaque plaque 44, 105a, 105b, 105c comprend une nervure 113 qui est agencée pour que le canal 111 présente un profil en U. La nervure 113 est parallèle à une direction D d’élongation des bords relevés verticaux 108a, 108b, la direction D d’élongation des bords relevés verticaux 108a, 108b étant préférentiellement parallèle à l’axe d’allongement A1 de la plaque 44, 105a, 105b, 105c. La nervure 113 s’étend entre une première extrémité 114 et une deuxième extrémité 115. La première extrémité 114 de la nervure 113 est en contact avec le rebord relevé 107.
Sur la figure 9, la première extrémité 114 est reliée au premier bord relevé latéral 109a tandis que la deuxième extrémité 115 est située à une première distance D1 non-nulle du deuxième bord relevé latéral 109b.
Sur les figures 10, 11 et 12, la première extrémité 114 est reliée au deuxième bord relevé latéral 109b tandis que la deuxième extrémité 115 est située à une deuxième distance D2 non-nulle du premier bord relevé latéral 109a.
Ces dispositions sont telles que le canal 111 est conformé en un U dont les branches du U sont parallèles aux bords relevés verticaux 108a, 108b de la plaque 105 et sont séparées par la nervure 113, et dont la base du U jouxte le deuxième bord latéral 109b qui est ménagé à l’opposé longitudinalement du premier bord latéral 109a. La nervure 113 est ménagée à une égale troisième distance D3 des deux bords verticaux 108a, 108b de la plaque 105, la troisième distance D3 étant mesurée entre la nervure 113, prise en son centre, et l’un des bords relevés verticaux 108a, 108b, perpendiculairement à l’axe d’allongement A1 de la plaque 44, 105a, 105b, 105c.
Selon une variante de réalisation, la nervure 113 est décalée d’une distance non-nulle par rapport à un plan médian P1 de la plaque 105, le plan médian P1 étant orthogonal au fond 106 et parallèle à l’axe d’allongement A1 de la plaque 44, 105a, 105b, 105c la distance étant mesurée entre la nervure 113, prise en son centre, et le plan médian P1 perpendiculairement à ce dernier.
Les nervures 113 des plaques de compartiment 105a, 105b, 105c ainsi que la plaque de séparation 44 sont juxtaposées les unes aux autres pour former la première cloison 57 et/ou la deuxième cloison 58.
Sur les figures 9 à 11, les fonds 106 des plaques de compartiment 105a, 105b, 105c sont pourvues de six orifices 61, 62, 63, 64, 65, 66 qui sont respectivement ménagés au droit des six ouvertures 31, 32, 33, 34, 35, 36 équipant la première joue 23. Plus particulièrement, les premiers orifices 61 sont ménagés en vis-à-vis de la première ouverture 31, les deuxièmes orifices 62 sont ménagés en vis-à-vis de la deuxième ouverture 32, les troisièmes orifices 63 sont ménagés en vis-à-vis de la troisième ouverture 33, les quatrièmes orifices 64 sont ménagés en vis-à-vis de la quatrième ouverture 34, les cinquièmes orifices 65 sont ménagés en vis-à-vis de la cinquième ouverture 35 et les sixièmes orifices 66 sont ménagés en vis-à-vis de la sixième ouverture 36.
En se reportant également sur les figues 3 et 8, les premiers orifices 61 des plaques de compartiment de premier type 105a et des plaques de compartiment de deuxième type 105b sont constitutifs du premier collecteur 51 dans le sens où ces premiers orifices 61 permettent le passage du fluide réfrigérant 4 d’un tube 123 à un autre tube 123 immédiatement adjacent du deuxième compartiment 42 à l’intérieur desquels circulent le fluide réfrigérant 4.
Les premiers orifices 61 des plaques de compartiment de troisième type 105c et des plaques de compartiment de premier type 105a sont constitutifs d’un premier passage 71, également visible sur les figures 3 et 8, dans le sens où ces premiers orifices 61 permettent le passage du fluide réfrigérant 4 d’un tube 123 à un tube 123 immédiatement adjacent du troisième compartiment 43 à l’intérieur desquels circulent le fluide réfrigérant 4.
Les deuxièmes orifices 62 des plaques de compartiment de premier type 105a, des plaques de compartiment de deuxième type 105b et des plaques de compartiment de troisième type 105c sont constitutifs du deuxième collecteur 52 dans le sens où ces deuxièmes orifices 62 permettent le passage du fluide réfrigérant 4 d’un tube 123 à un tube 123 immédiatement adjacent du premier compartiment 41 à l’intérieur desquels circulent le fluide réfrigérant 4.
Les troisièmes orifices 63 des plaques de compartiment de premier type 105a, des plaques de compartiment de deuxième type 105b et des plaques de compartiment de troisième type 105c sont constitutifs du troisième collecteur 53 dans le sens où ces troisièmes orifices 63 permettent le passage du fluide réfrigérant 4 d’un tube 123 à un tube 123 du premier compartiment 41 à l’intérieur desquels circulent le fluide réfrigérant 4.
En se reportant également sur les figures 4 et 8, les quatrièmes orifices 64 des plaques de compartiment de premier type 105a et des plaques de compartiment de deuxième type 105b sont constitutifs du quatrième collecteur 54 dans le sens où ces premiers orifices 61 permettent le passage du liquide caloporteur 6 d’un tube 123 à un autre tube 123 immédiatement adjacent du deuxième compartiment 42 à l’intérieur desquels circulent le fluide réfrigérant 4.
Les quatrièmes orifices 64 des plaques de compartiment de troisième type 105c et des plaques de compartiment de premier type 105a sont constitutifs d’un deuxième passage 72, visible sur la figure 4, dans le sens où ces quatrièmes orifices 64 permettent le passage du fluide réfrigérant 4 d’un tube 123 à un tube 123 immédiatement adjacent du troisième compartiment 43 à l’intérieur desquels circulent le liquide caloporteur 6.
Les cinquièmes orifices 65 des plaques de compartiment de premier type 105a, des plaques de compartiment de deuxième type 105b et des plaques de compartiment de troisième type 105c sont constitutifs du cinquième collecteur 55 dans le sens où ces cinquièmes orifices 65 permettent le passage du fluide réfrigérant 4 d’un tube 123 à un tube 123 immédiatement adjacent du premier compartiment 41 à l’intérieur desquels circulent le liquide caloporteur 6.
Les sixièmes orifices 66 des plaques de compartiment de premier type 105a, des plaques de compartiment de deuxième type 105b et des plaques de compartiment de troisième type 105c sont constitutifs du sixième collecteur 56 dans le sens où ces sixièmes orifices 66 permettent le passage du liquide caloporteur 6 d’un tube 123 à un tube 123 du premier compartiment 41 à l’intérieur desquels circulent le liquide caloporteur 6.
Sur la figure 13, le fond 106 de la plaque de séparation 44 est pourvue de quatre orifices 62, 63, 65, 66 qui sont respectivement ménagés au droit de quatre ouvertures 32, 33, 35, 36 équipant la première joue 23. Comparativement aux plaques de compartiment 105a, 105b, 105c, la plaque de séparation 44 est exempte du premier orifice et du quatrième orifice pour isoler fluidiquement le deuxième compartiment 42 du troisième compartiment 43. Ainsi, le deuxième orifice 62 est ménagé en vis-à-vis de la deuxième ouverture 32, le troisième orifice 63 est ménagé en vis-à-vis de la troisième ouverture 33, le cinquième orifice 65 est ménagé en vis-à-vis de la cinquième ouverture 35 et le sixième orifice 66 est ménagé en vis-à-vis de la sixième ouverture 36.
En se reportant également sur les figues 3 et 8, le deuxième orifice 62 de la plaque de séparation 44 est constitutif du deuxième collecteur 52 dans le sens où ce deuxième orifice 62 permet le passage du fluide réfrigérant 4 d’un tube 123 à un tube 123 immédiatement adjacent du premier compartiment 41 à l’intérieur desquels circulent le fluide réfrigérant 4.
Le troisième orifice 63 de la plaque de séparation 44 est constitutif du troisième collecteur 53 dans le sens où ce troisième orifice 63 permet le passage du fluide réfrigérant 4 d’un tube 123 à un tube 123 du premier compartiment 41 à l’intérieur desquels circulent le fluide réfrigérant 4.
En se reportant également sur les figures 4 et 8, le cinquième orifice 65 de la plaque de séparation 44 est constitutif du cinquième collecteur 55 dans le sens où ce cinquième orifice 65 permet le passage du liquide caloporteur 6 d’un tube 123 à un tube 123 immédiatement adjacent du premier compartiment 41 à l’intérieur desquels circulent le liquide caloporteur 6.
Le sixième orifice 66 de la plaque de séparation 44 est constitutif du sixième collecteur 56 dans le sens où ce sixième orifice 66 permet le passage du liquide caloporteur 6 d’un tube 123 à un tube 123 du premier compartiment 41 à l’intérieur desquels circulent le liquide caloporteur 6.
Sur les figures 9 à 12, le fond 106 de chaque plaque 44, 105a, 105b, 105c, indifféremment plaque de séparation 44 ou bien plaque de compartiment 105a, 105b, 105c, est pourvu d’au moins deux saillies 81, 82, dont une première saillie 81 et une deuxième saillie 82, qui s’étendent entre un bord relevé vertical 108a, 108b et un relevé latéral 109a, 109b pour isoler au moins respectivement au moins une zone 91, 92, dont une première zone 91 et une deuxième zone 92, qui comprend au moins un orifice 61, 62, 63, 64, 65, 66 du canal 111 que délimite la plaque 44, 105a, 105b, 105c. Ces dispositions visent à éviter un mélange du fluide réfrigérant 4 et du liquide caloporteur 6. A cette fin, la saillie 81, 82 comporte un sommet 83 qui vient en appui contre le fond 106 de la plaque 44, 105a, 105b, 105c immédiatement adjacente. Chacune des zones 91, 92 est exempte de protubérances.
Sur la figure 9, la première saillie 81 s’étend entre le deuxième bord relevé vertical 108b et le deuxième bord relevé latéral 109b pour isoler la première zone 91 qui comprend le quatrième orifice 64 et le cinquième orifice 65. La deuxième saillie 82 s’étend entre le premier bord relevé vertical 108a et le deuxième bord relevé latéral 109b pour isoler la deuxième zone 92 qui comprend le sixième orifice 66.
Sur les figures 10 et 11, la première saillie 81 s’étend entre le deuxième bord relevé vertical 108b et le premier bord relevé latéral 109a pour isoler la première zone 91 qui comprend le premier orifice 61 et le deuxième orifice 62. La deuxième saillie 82 s’étend entre le premier bord relevé vertical 108a et le premier bord relevé latéral 109a pour isoler la deuxième zone 92 qui comprend le troisième orifice 63.
Sur la figure 12, la première saillie 81 s’étend entre le deuxième bord relevé vertical 108b et le premier bord relevé latéral 109a pour isoler la première zone 91 qui comprend le deuxième orifice 62. La deuxième saillie 82 s’étend entre le premier bord relevé vertical 108a et le premier bord relevé latéral 109a pour isoler la deuxième zone 92 qui comprend le troisième orifice 63.
Sur les figures 9 à 12, au moins un des orifices 61, 62, 63, 64, 65, 66 de la plaque 44, 105a, 105b, 105c, indifféremment plaque de séparation 44 ou bien plaque de compartiment 105a, 105b, 105c, est entouré d’un collet 84 de sorte que cet orifice 61, 62, 63, 64, 65, 66 cerné par ce collet 84 s’étende dans un plan décalé par rapport au plan dans lequel s’inscrit le fond 106. Les autres orifices 61, 62, 63, 64, 65, 66 s’étendant dans le plan de fond P5. Ce collet 84 interdit un passage du fluide réfrigérant 4 ou du liquide caloporteur 6 d’un à l’autre des orifices 61, 62, 63, 64, 65, 66 équipant une même zone Z1, Z2.
Sur les figures 9 et 11, le collet 84 équipé le cinquième orifice 65.
Sur les figures 10 et 12, le collet 84 équipé le deuxième orifice 62 et le cinquième orifice 65.

Claims (12)

  1. Dispositif d’échange thermique (100) comprenant un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur (11) et des moyens de contrôle (101, 102) d’une circulation d’un fluide réfrigérant (4) et/ou d’un liquide caloporteur (6) à l’intérieur de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur (11), l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur (11) comprenant au moins un premier chemin (21) de circulation du fluide réfrigérant (4) et au moins un deuxième chemin (22) de circulation du liquide caloporteur (6), dans lequel au moins un des chemins (21, 22) comprend au moins deux compartiments (41, 42) de volumes différents, les moyens de contrôle (101, 102) comprenant au moins un organe de contrôle (103, 104) de la circulation de l’un quelconque au moins du fluide réfrigérant (4) et/ou du liquide caloporteur (6) vers l’un des compartiments (41, 42).
  2. Dispositif d’échange thermique (100) selon la revendication 1, dans lequel au moins un des chemins (21, 22) comporte un premier compartiment (41) qui comprend au moins un deuxième compartiment (42) et un troisième compartiment (43).
  3. Dispositif d’échange thermique (100) selon la revendication 2, dans lequel le premier compartiment (41) s’étend longitudinalement entre une première joue (23) et une deuxième joue (24) de l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur (11), le deuxième compartiment (42) s’étendant longitudinalement entre la première joue (23) et une plaque de séparation (44), qui est interposée entre la première joue (23) et la deuxième joue (24), et le troisième compartiment (43) s’étendant entre la plaque de séparation (44) et la deuxième joue (24).
  4. Dispositif d’échange thermique (100) selon l’une quelconque des revendications 2 et 3, dans lequel l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur (11) est pourvu d’un premier collecteur (51) qui est en relation fluidique avec le deuxième compartiment (42), d’un deuxième collecteur (52) qui est en relation fluidique avec le premier compartiment (41), d’un troisième collecteur (53) qui est en relation fluidique avec le premier compartiment (41), d’un quatrième collecteur (54) qui est en relation fluidique avec le deuxième compartiment (52), d’un cinquième collecteur (55) qui est en relation fluidique avec le premier compartiment (41) et d’un sixième collecteur (56) qui est en relation fluidique avec le premier compartiment (41).
  5. Dispositif d’échange thermique (100) selon les revendications 3 et 4, dans lequel la première joue (23) est pourvue d’une première ouverture (31) en relation fluidique avec le premier collecteur (51), d’une deuxième ouverture (32) en relation avec le deuxième collecteur (52) et d’une troisième ouverture en relation fluidique avec le troisième collecteur (53), la deuxième ouverture (32) étant pourvue d’un premier organe de contrôle (103).
  6. Dispositif d’échange thermique (100) selon la revendication 5, dans lequel le premier collecteur (51), le deuxième collecteur (52) et le troisième collecteur (53) sont constitutifs du premier chemin (21) de circulation du fluide réfrigérant (4).
  7. Dispositif d’échange thermique (100) selon les revendications 3 et 4, dans lequel la première joue (23) est pourvue d’une quatrième ouverture (34) en relation fluidique avec le quatrième collecteur (54), d’une cinquième ouverture (35) en relation avec le cinquième collecteur (55) et d’une sixième ouverture en relation fluidique avec le sixième collecteur (56), la cinquième ouverture (35) étant pourvue d’un deuxième organe de contrôle (104).
  8. Dispositif d’échange thermique (100) selon la revendication 7, dans lequel le quatrième collecteur (54), le cinquième collecteur (55) et le sixième collecteur (56) sont constitutifs du deuxième chemin (22) de circulation du liquide caloporteur (6).
  9. Dispositif d’échange thermique (100) selon l’une quelconque des revendications 2 à 8, dans lequel l’échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur (11) est un échangeur à plaques dont le deuxième compartiment (42) comprend des plaques de premier type (105a) et des plaques de deuxièmes type (105b) et dont le troisième compartiment (43) comprend des plaques de premier type (105a) et des plaques de troisième type (105c).
  10. Installation (2) comprenant un dispositif d’échange thermique (100) selon l’une quelconque des revendications 5 à 9, dans laquelle la première ouverture (31) est une admission du fluide réfrigérant (4) à l’intérieur du deuxième compartiment (42), la deuxième ouverture (32) est une admission du fluide réfrigérant (4) à l’intérieur du premier compartiment (41) et la troisième ouverture (33) est une évacuation du fluide réfrigérant (4) hors du premier compartiment (41) ou du deuxième compartiment (42).
  11. Installation (2) selon la revendication 10, dans laquelle la quatrième ouverture (34) est une évacuation du liquide caloporteur (6) hors du deuxième compartiment (42), la cinquième ouverture (35) est une évacuation du liquide caloporteur (6) hors du premier compartiment (41) et la sixième ouverture (36) est une admission du liquide caloporteur (6) à l’intérieur du premier compartiment (41) ou du deuxième compartiment (42).
  12. Procédé de refroidissement d’un dispositif de stockage électrique (1) d’un véhicule automobile au moyen d’un dispositif d’échange thermique (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 ou au moyen d’une installation (2) selon l’une quelconque des revendications 10 et 11, dans lequel :
    - le premier compartiment (41) de chaque chemin (21, 22) de circulation est parcouru par le fluide réfrigérant (4) et par le liquide caloporteur (6) quand le dispositif de stockage électrique (1) est placé dans un mode de charge rapide, et
    - seulement le deuxième compartiment (42) d’un des chemins (21, 22) de circulation est parcouru par le fluide réfrigérant et/ou par le liquide caloporteur (6) quand le dispositif de stockage électrique (1) est placé dans un mode de charge normale, ou bien
    - les deuxièmes compartiments du premier chemin du fluide réfrigérant et du deuxième chemin du liquide caloporteur sont parcourus par le fluide réfrigérant et par le liquide caloporteur quand le dispositif de stockage électrique est placé dans un mode de charge normale.
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