WO2018046824A1 - Batterie thermique de stockage - Google Patents

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WO2018046824A1
WO2018046824A1 PCT/FR2017/052324 FR2017052324W WO2018046824A1 WO 2018046824 A1 WO2018046824 A1 WO 2018046824A1 FR 2017052324 W FR2017052324 W FR 2017052324W WO 2018046824 A1 WO2018046824 A1 WO 2018046824A1
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WO
WIPO (PCT)
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housing
compartments
battery
compartment
fluid
Prior art date
Application number
PCT/FR2017/052324
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English (en)
Inventor
Julien Tissot
Patrick Boisselle
Véronique MONNET
Kamel Azzouz
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques filed Critical Valeo Systemes Thermiques
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    • 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
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • 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
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Definitions

  • the invention relates to a storage thermal battery box, and a battery comprising such a housing.
  • a thermal battery operates using a fluid, such as a heat transfer fluid, adapted to flow between an input and a battery output. During its circulation, thermal energy initially stored in the battery is transferred to the fluid. The fluid thus heated can circulate thereafter inside the heating radiator of a vehicle, which transfers the heat of the fluid to the interior of the passenger compartment.
  • a fluid such as a heat transfer fluid
  • This type of thermal battery can also be used to preheat a liquid, such as engine oil or automatic transmission oil, and before the cold start of the motor vehicle.
  • a liquid such as engine oil or automatic transmission oil
  • Such a battery usually has a substantially cylindrical outer shape, which ensures a good mechanical strength of the battery at the pressure of the fluid that it contains.
  • the object of the invention is to remedy at least partially these disadvantages and aims to provide a battery that can adapt to many geometric constraints while maintaining a good resistance to pressure.
  • the subject of the invention is a thermal storage battery comprising a housing provided with a plurality of compartments extending in a direction called extension direction, each of the compartments being adapted to receive at least one component for storing and releasing a quantity of heat.
  • the housing comprises an inlet and an outlet configured so that a fluid flows sequentially in the compartments between the inlet and the outlet of the housing.
  • the fluid successively traversing the compartments, is guided through the housing, which improves the performance of the battery.
  • the fluid flows in the housing substantially transversely to the direction of extension.
  • Fluid circulation transverse to the extension direction makes it possible to increase the heat exchange time between the fluid and the components in each compartment.
  • At least one compartment of the housing comprises at least one wall at least partially rounded in a plane perpendicular to the direction of extension.
  • the rounded shape of the wall ensures good resistance to the pressure of each compartment.
  • the battery can thus have any external shape while ensuring a good resistance to pressure.
  • the battery can then be arranged in a space of the motor vehicle of variable shape.
  • each compartment comprises a wall of circular section in the plane perpendicular to the direction of extension.
  • each compartment has a cylindrical shape which has the advantage of being particularly resistant to internal fluid pressure constraints.
  • each compartment is adapted to receive a plurality of components extending in the extension direction.
  • This arrangement makes it possible on the one hand to optimize the filling of the compartments of the casing, and on the other hand to allow a fluid to move within the battery, thereby promoting a heat exchange between the fluid and the components.
  • the housing comprises openings, each of the openings making it possible to connect two compartments to one another, the openings preferably having a substantially rectangular shape and extending in the direction of extension. .
  • the openings allow the passage of fluid between the different compartments of the housing.
  • the openings have a passage section allowing a minimum pressure loss of the fluid while ensuring a maximum pressure resistance of the housing.
  • the housing comprises a partition common to a plurality of compartments, said main partition, said compartments of said plurality of compartments being arranged on each side of the main partition.
  • the main partition makes it possible in particular to impose a particular path to the fluid passing through all the compartments of the housing.
  • the housing comprises support elements, each support element connecting the wall of at least one compartment to the main partition.
  • the support members provide tensile strength to the internal pressure of the fluid contained in the housing while minimizing the mass of the housing.
  • a plurality of support elements is arranged orthogonal to the extension direction for connecting the wall of at least one compartment to the main partition, defining between them openings for connecting two compartments to one another.
  • the support elements are arranged so as to be tangent locally to the walls of two compartments.
  • the battery comprises a cover adapted to close the housing, the cover comprising bosses arranged at each compartment when the lid closes the housing.
  • the bosses of the housing form the upper wall of each compartment, in order to strengthen the pressure resistance of the compartments.
  • FIG. 1 illustrates a perspective view of a thermal battery comprising a housing whose upper face is closed by a cover according to a first embodiment
  • FIG. 1 illustrates a top view of the housing of Figure 1 without cover
  • Figure 3 illustrates a perspective view of the housing of Figures 1 and 2 without a cover
  • FIG. 4 is a sectional view of the housing of Figure 3 along the plane IV-IV, the housing being closed by the cover;
  • FIG. 5 illustrates a side view of a thermal battery case according to a second embodiment
  • - Figure 6 is a top view of the housing of Figure 5; and - Figure 7 illustrates a perspective view of the housing of Figures 5 and 6.
  • the subject of the invention is a thermal storage battery 1, in particular for a motor vehicle.
  • the battery 1 comprises a housing 2.
  • the housing 2 is preferably made of plastic.
  • the housing 2 is made for example by molding.
  • the housing 2 comprises at least a lower face 3 and a lateral peripheral face 4.
  • the peripheral face 4 extends transversely to the lower face 3 in a longitudinal direction, said extension direction E.
  • the invention is not limited to a housing 2 having a specific geometry as shown in Figure 1, and other configurations are quite conceivable, for example a parallelepipedal or cylindrical housing.
  • the housing 2 may also include an upper face.
  • the battery 1 comprises a cover 5.
  • the cover 5 acts as an upper face to close the housing 2.
  • the cover 5 is fixed to the housing 2 by welding, screwing, or by any other means .
  • a seal 18 is preferably disposed between the cover 5 and the housing 2 to seal the battery 1 once it closed.
  • the battery 1 comprises at least one inlet 6 to allow a fluid to penetrate inside the battery 1 and an outlet 7 to allow the fluid to be removed from the thermal battery 1.
  • the input 6 and the output 7 of the battery can be arranged on the peripheral face 4, in the lower part of the housing 2.
  • the input 6 of the battery 1 can be disposed on the peripheral face 4 in the lower part, while the outlet 7 is located on the peripheral face 4 in the upper part of the housing 2 , Or vice versa.
  • a configuration in which the outlet 7 is situated in the upper part of the casing 2 makes it possible to force the fluid to circulate throughout the casing 2, and in particular at its upper part, this in order to avoid the presence of stagnant air in the casing 2. housing 2.
  • the housing 2 according to the invention comprises a plurality of compartments 8.
  • the housing 2 comprises twelve compartments 8.
  • the housing 2 comprises ten compartments 8.
  • the housing 2 may comprise a greater or smaller number of compartments 8.
  • the number of compartments 8 is advantageously chosen to maximize the space available in the housing 2 without significantly reducing its mechanical strength. .
  • Each compartment 8 extends in the direction of extension E.
  • the compartments 8 extend from the lower face 4 to the upper face 5 of the housing 2.
  • each compartment 8 comprises at least one side wall 9 of arcuate section along a plane of section P perpendicular to the direction of extension E.
  • the section of the side wall 9 of each compartment 8 is advantageously constant between the bottom wall 3 and the upper wall 5 of the housing 2.
  • each compartment 8 also comprises a bottom wall 16 and an upper wall 17.
  • each compartment 8 advantageously have a rounded or curved shape, so as to better withstand the internal fluid pressure contained in the housing 2.
  • the cover 5 comprises bosses arranged at each compartment 5 and forming respectively the top wall 17 of each compartment 8 when the housing 2 is closed by the cover 5.
  • the compartments 8 of the housing 2 may have shapes that are identical or different from each other.
  • the compartments 8 may have section shapes in the plane of section P perpendicular to the direction of extension E different from each other.
  • FIG. 1 which locally has a view through the peripheral face 4 of the housing 2, one or more components 10 are arranged inside the compartments 8 of the housing 2.
  • FIGS. 1 and 2 show components 10 housed in a single compartment 8 of the housing 2 for the sake of simplicity.
  • all the compartments 8 of the housing 2 advantageously comprise one or more components 10 according to the invention.
  • Each component 10 can exchange heat with the fluid flowing from the inlet 6 to the outlet 7 of the battery 1.
  • the components 10 advantageously comprise a phase change material (PCM) for storing and releasing a predetermined amount of heat.
  • PCM phase change material
  • the phase change material is enveloped by a casing 11.
  • the envelope 1 1 can be made of a plastic material.
  • each component 10 present in the battery 1 according to the invention are advantageously in a rectilinear form.
  • Each component 10 is in the form of a tube of greater length than its diameter.
  • the components 10 are positioned in the compartments 8 next to each other in the direction of extension E.
  • the components 10 extend in the direction of extension E in the compartments 8 from the lower face 4 to the upper face 5 of the housing 2.
  • the incoming fluid flow in the battery 1, illustrated by the arrow 12, and the fluid outflow, illustrated by the arrow 13, are preferably transverse to the extension direction E.
  • the peripheral face 4 of the casing 2 also comprises reinforcements 14.
  • a reinforcement 14 consists of an extension of material advantageously connecting two by two the side walls 9 of the compartments 8 of the housing 2.
  • the reinforcements 14 advantageously extend in a plane parallel to the bottom wall 3 of the housing 2.
  • the reinforcements 14 are disposed on at least one level parallel to the bottom wall 3 of the housing 2.
  • the reinforcements 14 may preferably be arranged in several parallel levels N1, N2, N3, N4 each other.
  • the outer peripheral face 4 of the housing 2 may comprise a greater or lesser number of levels and other configurations of reinforcements 14.
  • each compartment 8 comprises at least one side wall 9 of arcuate section along a plane of section P perpendicular to the direction of extension E.
  • the side wall 9 of arcuate section of each compartment 8 is preferably disposed towards the outside of the housing 2.
  • the housing 2 comprises an inlet compartment 8a directly connected to the fluid inlet 6 in the housing 2.
  • the housing 2 comprises an outlet compartment 8b directly connected to the outlet 7 fluid of the housing 2.
  • the outlet compartment 8b of the housing 2 is separated from the other compartments 8 of the housing 2 by means of a single orifice 22 disposed in the upper part of the housing 2.
  • the fluid outlet 7 is situated in the lower part of the casing 2, the fluid necessarily circulates in its upper part, this in order to avoid the presence of stagnant air in the casing 2.
  • the housing 2 further comprises intermediate compartments 8c.
  • the intermediate compartments 8c are distributed on each side of a main partition 15 of the housing 2. More precisely, the intermediate compartments 8c are advantageously symmetrically distributed with respect to the main partition 15.
  • the main partition 15 makes it possible to impose a path particular to the fluid in the housing 2 passing through all the compartments 8 of the housing 2.
  • An end compartment 8d located at one end of the main partition 15 allows the fluid to circulate in the intermediate compartments 8c located on either side of the main partition 15.
  • the compartments 8, in particular the intermediate compartments 8c, have a side wall 9 in the form of a vault extending in the direction of extension E. More precisely, the intermediate compartments 8b have a side wall 9 of semicircular section according to a plane perpendicular to the direction of extension E.
  • the side wall 9 of the compartments 8, in particular intermediate compartments 8c, is connected to the main partition 15 by support elements 19, also called tie rods.
  • the support elements 19 are arranged at the junction of the side walls 9 of two compartments 8 joined to one another.
  • the support elements 19 are preferably tangent to the side walls 9 of the two compartments 8 joined to each other.
  • the support elements 19 are also preferably arranged perpendicularly to the main partition 15.
  • the support elements 19 make it possible to stiffen the structure of the casing 2, in particular to withstand an internal fluid pressure, without significantly increasing the mass of the casing 2.
  • a plurality of support elements 19 are arranged in the extension direction E to enable the side wall 9 of the compartments 8 to be connected to the central partition 15.
  • the support elements 19 are preferably uniformly distributed in the direction of extension E.
  • the support elements 19 are for example arranged according to the same levels N1, N2, N3, N4 as the reinforcements 14 of the peripheral face 4 of the housing 2 .
  • the space between two consecutive support elements 19 in the extension direction E delimits an opening 20 allowing the fluid to circulate between the compartments 8.
  • the openings 20 advantageously have a rounded rectangular shape at its corners.
  • the passage section of the openings 20 between two compartments is adapted to minimize the pressure drop during the circulation of the fluid while ensuring a maximum resistance of the housing 2.
  • each compartment 8 comprises at least one side wall 9 of cylindrical section along the plane of section P perpendicular to the direction of extension E. As illustrated more particularly in FIG. 6 each compartment 8 constitutes a cylinder extending between the lower face 3 and the upper face 5 of the housing 2 in the extension direction E.
  • the housing 2 comprises openings 21 for connecting the different compartments 8 of the battery 1 with each other.
  • the openings 21 have an advantageously rectangular shape and extend in the direction of extension E.
  • the openings 21 make it possible to impose a specific path to the fluid flowing from the inlet 6 to the outlet 7 of the battery 1.
  • the openings 21 make it possible in particular to ensure a path of the fluid in the battery 1 to maximize the heat exchange between the fluid and the components 10.
  • a single opening 21 preferably connects two compartments 8 to each other. However, in a variant, more than one opening 21 can make it possible to connect two compartments 8.
  • the openings 21 have a passage section between two compartments 8 adapted to cause a minimal loss of load when of the circulation of the fluid while allowing a satisfactory mechanical strength of the housing 2.

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Abstract

L'invention concerne une batterie thermique de stockage (1 ) comprenant un boîtier muni d'une pluralité de compartiments (8) s'étendant selon une direction dite d'extension (E), chacun des compartiments (8) étant adapté pour recevoir au moins un composant (10) pour stocker et libérer une quantité de chaleur.

Description

BATTERIE THERMIQUE DE STOCKAGE
L'invention a pour objet un boîtier de batterie thermique de stockage, et une batterie comprenant un tel boîtier.
Une batterie thermique fonctionne à l'aide d'un fluide, tel qu'un fluide caloporteur, adapté pour circuler entre une entrée et une sortie de la batterie. Lors de sa circulation, de l'énergie thermique initialement stockée dans la batterie est transférée au fluide. Le fluide ainsi réchauffé peut circuler par la suite à l'intérieur du radiateur de chauffage d'un véhicule, ce qui permet de transférer la chaleur du fluide à l'intérieur de l'habitacle.
Ce type de batterie thermique peut également servir à préchauffer un liquide, tel que l'huile du moteur ou l'huile de la boîte de vitesse automatique, et ce avant le démarrage à froid du véhicule automobile.
Une telle batterie a usuellement une forme extérieure substantiellement cylindrique, ce qui permet d'assurer une bonne tenue mécanique de la batterie à la pression du fluide qu'elle contient.
Cependant, il est difficile de réaliser une batterie ayant une forme plus complexe. Il est alors nécessaire d'augmenter significativement l'épaisseur de la paroi de la batterie pour renforcer sa solidité. Une épaisseur de paroi importante entraîne toutefois une diminution de l'espace utile et une augmentation de la masse de la batterie, ce qui se traduit par une baisse de sa performance.
Le but de l'invention est de remédier au moins partiellement à ces inconvénients et vise à proposer une batterie pouvant s'adapter à de nombreuses contraintes géométriques tout conservant une bonne tenue à la pression.
A cet effet, l'invention a pour objet une batterie thermique de stockage comprenant un boîtier muni d'une pluralité de compartiments s'étendant selon une direction dite direction d'extension, chacun des compartiments étant adapté pour recevoir au moins un composant pour stocker et libérer une quantité de chaleur.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le boîtier comprend une entrée et une sortie configurées de sorte qu'un fluide circule séquentiellement dans les compartiments entre l'entrée et la sortie du boîtier.
Ainsi, le fluide, parcourant successivement les compartiments, est guidé à travers le boîtier, ce qui améliore le rendement de la batterie.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le fluide circule dans le boîtier substantiellement transversalement à la direction d'extension.
Une circulation du fluide transversale à la direction d'extension permet d'augmenter la durée d'échange de chaleur entre le fluide et les composants dans chaque compartiment.
Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins un compartiment du boîtier comprend au moins une paroi au moins partiellement arrondie selon un plan perpendiculaire à la direction d'extension.
La forme arrondie de la paroi permet d'assurer une bonne résistance à la pression de chaque compartiment. La batterie peut ainsi avoir une forme extérieure quelconque tout en assurant une bonne tenue à la pression. La batterie peut alors être disposée dans un espace du véhicule automobile de forme variable.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque compartiment comprend une paroi de section circulaire selon le plan perpendiculaire à la direction d'extension.
Selon cette configuration, chaque compartiment a une forme cylindrique qui présente l'avantage d'être particulièrement résistante aux contraintes de pression interne de fluide.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque compartiment est apte à recevoir une pluralité de composants s'étendant selon la direction d'extension.
Cet agencement permet d'une part d'optimiser le remplissage des compartiments du boîtier, et d'autre part de permettre à un fluide de se déplacer au sein de la batterie, favorisant ainsi un échange de chaleur entre le fluide et les composants.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le boîtier comprend des ouvertures, chacune des ouvertures permettant de relier deux compartiments l'un à l'autre, les ouvertures ayant de préférence une forme substantiellement rectangulaire et s'étendant dans la direction d'extension.
Les ouvertures permettent le passage du fluide entre les différents compartiments du boîtier. Les ouvertures ont une section de passage permettant une perte de charge du fluide minimal tout en assurant une tenue en pression maximale du boîtier.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le boîtier comprend une cloison commune à une pluralité de compartiments, dite cloison principale, lesdits compartiments de ladite pluralité de compartiments étant disposés de chaque côté de la cloison principale.
La cloison principale permet en particulier d'imposer un chemin particulier au fluide passant par l'ensemble des compartiments du boîtier.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le boîtier comprend des éléments de soutien, chaque élément de soutien reliant la paroi d'au moins un compartiment à la cloison principale.
Les éléments de soutien assurent une résistance en traction à la pression interne du fluide contenu dans le boîtier tout en minimisant la masse du boîtier.
Selon une autre caractéristique de l'invention, une pluralité d'éléments de soutien est disposée orthogonalement à la direction d'extension pour relier la paroi d'au moins un compartiment à la cloison principale, définissant entre eux des ouvertures permettant de relier deux compartiments l'un à l'autre.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments de soutien sont disposés de sorte à être tangents localement aux parois de deux compartiments.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la batterie comprend un couvercle adapté pour fermer le boîtier, le couvercle comprenant des bossages disposés au niveau de chaque compartiment lorsque le couvercle ferme le boîtier.
Les bossages du boîtier forment la paroi supérieure de chaque compartiment, ceci afin de renforcer la tenue à la pression des compartiments.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre une vue en perspective d'une batterie thermique comprenant un boîtier dont la face supérieure est fermée par un couvercle selon un premier mode de réalisation ;
- la figure 2 illustre une vue de dessus du boîtier de la figure 1 dépourvu de couvercle ;
- la figure 3 illustre une vue en perspective du boîtier des figures 1 et 2 dépourvu de couvercle ;
- la figure 4 est une vue en coupe du boîtier de la figure 3 selon le plan IV-IV, le boîtier étant fermé par le couvercle ;
- la figure 5 illustre une vue de côté d'un boîtier de batterie thermique selon un second mode de réalisation ;
- la figure 6 est une vue de dessus du boîtier de la figure 5 ; et - la figure 7 illustre une vue en perspective du boîtier des figures 5 et 6.
L'invention a pour objet une batterie thermique de stockage 1 , notamment pour véhicule automobile.
Comme illustré sur la figure 1 , la batterie 1 comprend un boîtier 2. Le boîtier 2 est de préférence en matière plastique.
Le boîtier 2 est réalisé par exemple par moulage.
Le boîtier 2 comprend au moins une face inférieure 3 et une face périphérique latérale 4.
Comme illustré sur les figures 1 et 5, la face périphérique 4 s'étend transversalement à la face inférieure 3 selon une direction longitudinale, dite direction d'extension E.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas à un boîtier 2 ayant une géométrie spécifique telle qu'illustrée sur la figure 1 , et d'autres configurations sont tout à fait envisageables, par exemple un boîtier parallélépipédique ou cylindrique.
Le boîtier 2 peut également comprendre une face supérieure.
Selon la réalisation illustrée sur la figure 1 , la batterie 1 comprend un couvercle 5. Le couvercle 5 fait office de face supérieure pour fermer le boîtier 2. Le couvercle 5 est fixé au boîtier 2 par soudage, par vissage, ou par tout autre moyen.
Comme illustré sur les figures 1 et 4, un joint 18 est de préférence disposé entre le couvercle 5 et le boîtier 2 pour assurer l'étanchéité de la batterie 1 une fois celle-ci fermée.
Il est entendu que les expressions « supérieure », « inférieure », « périphérique » doivent être comprises dans leur sens courant et comme décrivant le boîtier 2 disposé selon une direction d'extension E verticale. Bien entendu, la batterie 1 est susceptible d'être disposée selon toute autre orientation, notamment dans un véhicule automobile.
La batterie 1 comprend au moins une entrée 6 pour permettre à un fluide de pénétrer à l'intérieur de la batterie 1 et une sortie 7 pour permettre au fluide de s'extraire de la batterie thermique 1 .
Comme illustrées sur la figure 1 , l'entrée 6 et la sortie 7 de la batterie peuvent être disposées sur la face périphérique 4, dans la partie inférieure du boîtier 2.
En variante, comme illustré sur la figure 5, l'entrée 6 de la batterie 1 peut être disposée sur la face périphérique 4 dans la partie inférieure, tandis que la sortie 7 est située sur la face périphérique 4 dans la partie supérieure du boîtier 2, ou inversement.
Une configuration dans laquelle la sortie 7 est située dans la partie supérieure du boîtier 2 permet d'imposer au fluide de circuler dans tout le boîtier 2, et notamment dans sa partie supérieure, ceci afin d'éviter la présence d'air stagnant dans le boîtier 2.
Le boîtier 2 selon l'invention comprend une pluralité de compartiments 8.
Selon le premier mode de réalisation illustré plus particulièrement des figures 2 ou 3, le boîtier 2 comprend douze compartiments 8. Selon le second mode de réalisation illustré plus particulièrement sur les figures 5, 6 ou 7, le boîtier 2 comprend dix compartiments 8.
Toutefois, ces modes de réalisation sont purement illustratifs et le boîtier 2 peut comprendre un nombre supérieur ou inférieur de compartiments 8. Le nombre de compartiments 8 est avantageusement choisi pour maximiser l'espace disponible dans le boîtier 2 sans pour autant diminuer significativement sa résistance mécanique.
Chaque compartiment 8 s'étend selon la direction d'extension E. Les compartiments 8 s'étendent depuis la face inférieure 4 jusqu'à la face supérieure 5 du boîtier 2. Comme illustré sur les figures 2 et 6, chaque compartiment 8 comprend au moins une paroi latérale 9 de section en arc de cercle selon un plan de section P perpendiculaire à la direction d'extension E. La section de la paroi latérale 9 de chaque compartiment 8 est avantageusement constante entre la paroi inférieure 3 et la paroi supérieure 5 du boîtier 2.
Comme illustré sur la figure 4, chaque compartiment 8 comprend également une paroi inférieure 16 et une paroi supérieure 17.
Les parois inférieure et/ou supérieure 16, 17 de chaque compartiment 8 ont avantageusement une forme arrondie ou bombée, de sorte à mieux résister à la pression interne de fluide contenu dans le boîtier 2.
Selon le mode de réalisation dans lequel la face supérieure du boîtier 2 est fermée par un couvercle 5 tel qu'illustré par la figure 1 , le couvercle 5 comprend des bossages disposés au niveau de chaque compartiment 5 et formant respectivement la paroi supérieure 17 de chaque compartiment 8 lorsque le boîtier 2 est fermé par le couvercle 5.
Les compartiments 8 du boîtier 2 peuvent avoir des formes identiques ou différentes les uns des autres. En particulier, les compartiments 8 peuvent avoir des formes de section selon le plan de section P perpendiculaire à la direction d'extension E différentes les unes des autres.
Comme illustré sur la figure 1 qui présente localement une vue à travers la face périphérique 4 du boîtier 2, un ou plusieurs composants 10 sont disposés à l'intérieur des compartiments 8 du boîtier 2. En particulier, les figures 1 et 2 montrent des composants 10 logés dans un seul compartiment 8 du boîtier 2 par souci de simplification. Bien entendu, tous les compartiments 8 du boîtier 2 comprennent avantageusement un ou plusieurs composants 10 selon l'invention.
Chaque composant 10 peut échanger de la chaleur avec le fluide circulant de l'entrée 6 vers la sortie 7 de la batterie 1 . Les composants 10 comprennent avantageusement un matériau à changement de phase (MCP) permettant de stocker et de libérer une quantité déterminée de chaleur.
Le matériau à changement de phase est enveloppé par une enveloppe 1 1 . L'enveloppe 1 1 peut être réalisée dans un matériau plastique.
Comme illustrés sur la figure 1 , les composants 10 présents dans la batterie 1 selon l'invention se présentent avantageusement sous une forme rectiligne. Chaque composant 10 se présente sous la forme d'un tube d'une longueur plus importante que son diamètre.
Comme illustré également sur les figures 1 et 2, les composants 10 sont positionnés dans les compartiments 8 les uns à côté des autres selon la direction d'extension E. Les composants 10 s'étendent selon la direction d'extension E dans les compartiments 8 depuis la face inférieure 4 jusqu'à la face supérieure 5 du boîtier 2.
Comme illustré sur la figure 2, le flux entrant de fluide dans la batterie 1 , illustré par la flèche 12, et le flux sortant de fluide, illustré par la flèche 13, sont de préférence transversaux à la direction d'extension E.
Afin de renforcer la tenue à la pression du boîtier 2, la face périphérique 4 du boîtier 2 comprend en outre des renforts 14.
Un renfort 14 est constitué d'un prolongement de matière reliant avantageusement deux à deux les parois latérales 9 des compartiments 8 du boîtier 2. Les renforts 14 s'étendent avantageusement dans un plan parallèle à la paroi inférieure 3 du boîtier 2.
Comme illustrés sur les figures 1 , 4 et 5, les renforts 14 sont disposés sur au moins un niveau parallèle à la paroi inférieure 3 du boîtier 2. Les renforts 14 peuvent de préférence être disposés selon plusieurs niveaux N1 , N2, N3, N4 parallèles les uns aux autres. Bien entendu, la face périphérique extérieure 4 du boîtier 2 peut comprendre un nombre plus ou moins élevé de niveaux et d'autres configurations de renforts 14.
Premier mode de réalisation
Dans un premier mode de réalisation illustré par les figures 1 , 2, 3 et 4, chaque compartiment 8 comprend au moins une paroi latérale 9 de section en arc de cercle selon un plan de section P perpendiculaire à la direction d'extension E.
La paroi latérale 9 de section en arc de cercle de chaque compartiment 8 est de préférence disposée vers l'extérieur du boîtier 2.
Comme illustré sur la figure 2, le boîtier 2 comprend un compartiment d'entrée 8a directement relié à l'entrée 6 de fluide dans le boîtier 2. De la même façon, le boîtier 2 comprend un compartiment de sortie 8b directement relié à la sortie 7 de fluide du boîtier 2.
Comme illustré sur la figure 3, le compartiment de sortie 8b du boîtier 2 est séparé des autres compartiments 8 du boîtier 2 au moyen d'un unique orifice 22 disposé dans la partie supérieure du boîtier 2. Ainsi, bien que la sortie 7 de fluide soit située dans la partie inférieure du boîtier 2, le fluide circule nécessairement dans sa partie supérieure, ceci afin d'éviter la présence d'air stagnant dans le boîtier 2.
Le boîtier 2 comprend en outre des compartiments intermédiaires 8c.
Les compartiments intermédiaires 8c sont répartis de chaque côté d'une cloison principale 15 du boîtier 2. Plus précisément, les compartiments intermédiaires 8c sont répartis de façon avantageusement symétrique par rapport à la cloison principale 15. La cloison principale 15 permet d'imposer un chemin particulier au fluide dans le boîtier 2 passant par l'ensemble des compartiments 8 du boîtier 2. Un compartiment d'extrémité 8d situé à une extrémité de la cloison principale 15 permet au fluide de circuler dans les compartiments intermédiaires 8c situés de part et d'autre de la cloison principale 15.
Les compartiments 8, en particulier les compartiments intermédiaires 8c ont une paroi latérale 9 sous forme de voûte s'étendant dans la direction d'extension E. Plus précisément, les compartiments intermédiaires 8b ont une paroi latérale 9 de section en demi-cercle selon un plan perpendiculaire à la direction d'extension E.
La paroi latérale 9 des compartiments 8, en particulier des compartiments intermédiaires 8c, est reliée à la cloison principale 15 par des éléments de soutien 19, encore appelés tirants.
Comme illustrés sur la figure 3, les éléments de soutien 19 sont disposés au niveau de la jonction des parois latérales 9 de deux compartiments 8 accolés l'un à l'autre.
Les éléments de soutien 19 sont de préférence tangents aux parois latérales 9 des deux compartiments 8 accolés l'un à l'autre.
Les éléments de soutien 19 sont en outre de préférence disposés perpendiculairement à la cloison principale 15.
Les éléments de soutien 19 permettent de rigidifier la structure du boîtier 2, en particulier pour résister à une pression interne de fluide, sans pour augmenter significativement la masse du boîtier 2.
Comme illustré sur la figure 4, plusieurs éléments de soutien 19 sont disposés selon la direction d'extension E pour permettre de relier la paroi latérale 9 des compartiments 8 à la cloison centrale 15.
Les éléments de soutien 19 sont de préférence régulièrement répartis dans la direction d'extension E. Les éléments de soutien 19 sont par exemple disposés selon les mêmes niveaux N1 , N2, N3, N4 que les renforts 14 de la face périphérique 4 du boîtier 2. L'espace entre deux éléments de soutien 19 consécutifs selon la direction d'extension E délimite une ouverture 20 permettant au fluide de circuler entre les compartiments 8.
Les ouvertures 20 ont avantageusement une forme rectangulaire arrondie au niveau de ses angles. La section de passage des ouvertures 20 entre deux compartiments est adaptée pour minimiser la perte de charge lors de la circulation du fluide tout en assurant une tenue maximale du boîtier 2.
Second mode de réalisation
Dans un second mode de réalisation illustré par les figures 5 à 7, chaque compartiment 8 comprend au moins une paroi latérale 9 de section cylindrique selon le plan de section P perpendiculaire à la direction d'extension E. Comme illustré plus particulièrement sur la figure 6, chaque compartiment 8 constitue un cylindre s'étendant entre la face inférieure 3 et la face supérieure 5 du boîtier 2 dans la direction d'extension E.
Comme illustré sur la figure 7, le boîtier 2 comprend des ouvertures 21 pour relier les différents compartiments 8 de la batterie 1 les uns avec les autres. Les ouvertures 21 ont une forme avantageusement rectangulaire et s'étendent selon la direction d'extension E.
Les ouvertures 21 permettent d'imposer un chemin spécifique au fluide qui circule de l'entrée 6 vers la sortie 7 de la batterie 1 . Les ouvertures 21 permettent notamment d'assurer d'un chemin du fluide dans la batterie 1 pour maximiser l'échange de chaleur entre le fluide et les composants 10.
Une seule ouverture 21 relie de préférence deux compartiments 8 entre eux. Toutefois, en variante, plus d'une ouverture 21 peut permettre de relier deux compartiments 8.
Les ouvertures 21 présentent une section de passage entre deux compartiments 8 adaptée pour entraîner une perte de charge minimale lors de la circulation du fluide tout en permettant une tenue mécanique satisfaisante du boîtier 2.

Claims

REVENDICATIONS
Batterie thermique de stockage (1 ) comprenant un boîtier muni d'une pluralité de compartiments (8) s'étendant selon une direction dite d'extension (E), chacun des compartiments (8) étant adapté pour recevoir au moins un composant (10) pour stocker et libérer une quantité de chaleur.
Batterie selon la revendication 1 , dans laquelle le boîtier (2) comprend une entrée (6) et une sortie (7) configurées de sorte qu'un fluide circule séquentiellement dans les compartiments (8) entre l'entrée (6) et la sortie (7) du boîtier (2).
Batterie selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le fluide circulant dans le boîtier substantiellement transversalement à la direction d'extension (E).
Batterie selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins un compartiment (8) du boîtier (2) comprend au moins une paroi (9) au moins partiellement arrondie selon un plan (P) perpendiculaire à la direction d'extension (E).
Batterie selon la revendication précédente, dans laquelle chaque compartiment (8) comprend une paroi (9) de section circulaire selon le plan (P) perpendiculaire à la direction d'extension (E).
Batterie selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le boîtier comprend des ouvertures (21 ), chacune des ouvertures (21 ) permettant de relier deux compartiments (8) l'un à l'autre, les ouvertures (21 ) ayant de préférence une forme substantiellement rectangulaire et s'étendant dans la direction d'extension (E).
Batterie selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le boîtier (2) comprend une cloison commune à une pluralité de compartiments (8), dite cloison principale (15), lesdits compartiments (8) de ladite pluralité de compartiments (8) étant disposés de chaque côté de la cloison principale (15).
8. Batterie selon la revendication précédente, dans laquelle le boîtier comprend des éléments de soutien (19), chaque élément de soutien (19) reliant la paroi (9) d'au moins un compartiment (8) à la cloison principale (15).
9. Batterie selon la revendication précédente, dans laquelle une pluralité d'éléments de soutien est disposée orthogonalement à la direction d'extension (E) pour relier la paroi d'au moins un compartiment (8) à la cloison principale (15), définissant entre eux des ouvertures (21 ) permettant de relier deux compartiments (8) l'un à l'autre.
10. Batterie selon la revendication précédente, dans laquelle les éléments de soutien (19) sont disposés de sorte à être tangents localement aux parois (9) de deux compartiments (8).
1 1 . Batterie (1 ) selon l'une des revendications précédentes, comprenant un couvercle (5) adapté pour fermer le boîtier (2), le couvercle comprenant des bossages disposés au niveau de chaque compartiment (8) lorsque le couvercle (5) ferme le boîtier (2).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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