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Title:
HEAT TREATMENT DEVICE FOR BATTERY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/122745
Kind Code:
A1
Abstract:
A heat treatment device 1 for a power storage device 2 of a vehicle comprises at least one box 3 in which at least one heat exchanger 4 is arranged delimiting a heat exchange circuit 6 and comprising at least two ports 19, 20 in communication with the heat exchange circuit 6. The heat treatment device 1 comprises at least one foam 12 arranged partially around at least one of the ports 19, 20 and interposed between the plate heat exchanger 4 and the box 3. Said invention is applicable to motor vehicles.

Inventors:
MULLER, Jean Damien (Lieu dit le Pré SecCS, 72210 LA SUZE SUR SARTHE, 72210, FR)
TISON, Frédéric (Lieu dit le Pré SecCS, 72210 LA SUZE SUR SARTHE, 72210, FR)
TUDEAU, Eric (Lieu dit le Pré SecCS, 72210 LA SUZE SUR SARTHE, 72210, FR)
Application Number:
FR2018/053451
Publication Date:
June 27, 2019
Filing Date:
December 20, 2018
Export Citation:
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Assignee:
VALEO SYSTEMES THERMIQUES (ZA l'Agiot, 8 rue Louis Lorman, CS 80517 LA VERRIERE LE MESNIL SAINT DENIS Cedex, 78322, FR)
International Classes:
F28F9/02; F28D9/00; H01M10/6567
Domestic Patent References:
WO2017070785A12017-05-04
Foreign References:
FR3033876A12016-09-23
DE102005040865A12007-03-01
DE102011103993A12012-12-13
DE102017000265A12017-07-27
FR3024536A12016-02-05
Attorney, Agent or Firm:
TRAN, Chi-Hai (VALEO SYSTEMES THERMIQUES, ZA l'Agiot8 rue Louis Lorman, CS 80517 La Verrière LE MESNIL SAINT DENIS CEDEX, 78322, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Dispositif de traitement thermique (î) pour dispositif de stockage électrique (2) de véhicule comprenant au moins un caisson (3) dans lequel est disposé au moins un échangeur de chaleur (4) délimitant un circuit d’échange thermique (6) et comprenant au moins deux orifices (19, 20) en communication avec le circuit d’échange thermique (6) caractérisé en ce que le dispositif de traitement thermique (1) comprend au moins une mousse (12) en partie disposée autour d’au moins un des orifices (19, 20) et interposée entre l’échangeur de chaleur (4) et le caisson (3).

2. Dispositif de traitement thermique (1) pour dispositif de stockage électrique (2) de véhicule selon la revendication 1, dans lequel l’échangeur de chaleur (4) est un échangeur à plaques qui comprend au moins une première plaque (13) accolée à une deuxième plaque (14), les plaques (13, 14) étant conformées afin de ménager un espace entre elles un espacement correspondant au circuit d’échange thermique (6).

3. Dispositif de traitement thermique (1) pour dispositif de stockage électrique (2) de véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mousse (12) comprend une première surface (22) globalement plane au contact d’une surface externe (18) de l’échangeur de chaleur (4), et une deuxième surface (23) globalement plane au contact du caisson (3).

4. Dispositif de traitement thermique (1) pour dispositif de stockage électrique (2) de véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une ouverture (24) ménagée dans la mousse (12) est de forme complémentaire à une périphérie externe (25) d’un organe de connexion (8) assurant une liaison hydraulique entre un circuit (55) externe au dispositif de traitement thermique (1) et au moins un des orifices (19, 20) du circuit d’échange thermique (6).

5. Dispositif de traitement thermique (1) pour dispositif de stockage électrique (2) de véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mousse (12) comprend une première face interne (39) et une deuxième face externe (40) reliant la première surface (22) à la deuxième surface (23), la première face interne (39) délimitant l’ouverture (24), tandis que la deuxième face externe (40) suit un contour périphérique (54) de l’échangeur de chaleur (4).

6. Dispositif de traitement thermique (1) pour dispositif de stockage électrique (2) de véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mousse (12) est à pores fermés.

7. Dispositif de traitement thermique (1) pour dispositif de stockage électrique (2) de véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mousse (12) a une élasticité comprise entre o.iMPa et 2oMPa.

8. Dispositif de traitement thermique (1) pour dispositif de stockage électrique (2) de véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mousse (12) est constituée de matière cellulaire synthétique.

9. Dispositif de traitement thermique (1) pour dispositif de stockage électrique (2) de véhicule selon la revendication précédente, dans lequel la mousse (12) constituée de matière cellulaire synthétique a une densité d’au moins 80 kilos par mètre cube.

10. Dispositif de traitement thermique (1) pour dispositif de stockage électrique (2) de véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mousse (12) a une tenue en température entre -40°C et 120°C.

Description:
DISPOSITIF DE TRAITEMENT THERMIQUE POUR BATTERIE

Le domaine de la présente invention est celui batteries électriques pour véhicules électriques ou hybrides, et plus particulièrement celui des systèmes permettant de réguler thermiquement les batteries électriques. L'énergie électrique des véhicules électriques ou hybrides est fournie par une pluralité de cellules électriques assemblées de sorte à former une batterie électrique. Chaque batterie électrique du véhicule est disposée dans un caisson de protection logeant ces cellules électriques, de sorte à ce que l’ensemble forme ce que l’on appelle un pack-batterie. Les batteries électriques équipant les véhicules automobiles sont couramment associées à des dispositifs de régulation de température. En effet, qu’elles soient intégrées dans des véhicules électriques ou hybrides, ces batteries électriques fonctionnent de façon optimale dans une gamme de températures donnée. Une batterie électrique soumise à des températures trop froides perd rapidement en autonomie. A l’inverse, une batterie électrique soumise à des températures trop élevées risque un emballement thermique pouvant endommager voire détruire la batterie électrique. Les dispositifs de régulation de température permettent aux batteries électriques d’atteindre ou de se maintenir dans cette gamme. Afin de réguler la température des batteries électriques, il est connu d'adjoindre au pack-batterie, dans le caisson, un dispositif de régulation de température des batteries électriques. De façon connue, les dispositifs de régulation de température prennent la forme d'échangeurs thermiques disposés au fond du caisson du pack-batterie, sous les batteries électriques. Ces échangeurs thermiques utilisent des fluides caloporteurs circulant, au moyen d'une pompe, dans un circuit externe à l’échangeur de chaleur. Grâce à un passage ménagé dans le caisson, le circuit est agencé pour permettre au fluide caloporteur de transiter dans l’échangeur de chaleur, cet échangeur étant disposé au contact direct du pack-batterie. Par des échanges thermiques par conduction et convection, le fluide caloporteur absorbe ainsi de la chaleur émise par la ou les batteries électriques afin de les refroidir et évacuer cette chaleur à l’extérieur du caisson. Le fluide caloporteur peut également, si besoin est, apporter de la chaleur pour réchauffer les batteries électriques, dès lors que le circuit externe à l’échangeur de chaleur est configuré pour être relié à un dispositif de chauffage. Les fluides caloporteurs généralement utilisés sont l'air ambiant ou des liquides comme par exemple l'eau.

Afin d’isoler le contenu du caisson des éléments extérieurs, et éviter son encrassement, il est connu de prévoir un joint d’étanchéité en place du passage ménagé dans le caisson pour le transit du fluide caloporteur dans l’échangeur de chaleur, comme présenté dans le document FR3024536. Ce document présente en effet un dispositif de connexion prenant appui sur une paroi du caisson au niveau du passage, ce dispositif comportant sur sa circonférence un logement pour le placement d’un joint d’étanchéité entre ledit dispositif de connexion et la paroi du caisson. Il convient de noter plus inconvénients à un dispositif tel que décrit dans ce document, de part notamment l’utilisation d’un joint.

En premier lieu, lors de la dilatation des composants du pack-batterie ou lors du déplacement de ces composants à cause des vibrations du véhicule, le joint peut ne plus assurer sa fonction. Un joint n’ayant qu’une faible tolérance à la déformation et ne fonctionnant qu’en étant quelque peu comprimé, le mouvement des composants du pack-batterie ne lui permettent pas d’assurer en toute situation l’étanchéité du caisson.

En second lieu, le joint peut se voir endommagé par la pression ou les efforts induits par le pack batterie. Ainsi, par l’usure de cette pièce, l’étanchéité est là encore mise à mal.

Enfin, lors du montage du dispositif de connexion, placer un joint d’étanchéité dans le logement du dispositif de connexion nécessite une manipulation contraignante.

La présente invention s’inscrit dans ce contexte et vise à proposer un dispositif de traitement thermique pour dispositif de stockage électrique de véhicule qui résolve au moins l’un des inconvénients précédemment évoqués, en garantissant la fermeture hermétique du caisson du pack-batterie, et ce quelles que soient les contraintes mécaniques subies au sein du back batterie par le système d’étanchéité.

L'invention a donc pour objet un dispositif de traitement thermique pour dispositif de stockage électrique de véhicule comprenant au moins un caisson dans lequel est disposé au moins un échangeur de chaleur à plaques délimitant un circuit d’échange thermique et comprenant au moins deux orifices en communication avec le circuit d’échange thermique caractérisé en ce que le dispositif de traitement thermique comprend au moins une mousse en partie disposée autour d’au moins un des orifices et interposée entre l’échangeur de chaleur à plaques et le caisson.

On entend par dispositif de stockage électrique une batterie électrique, prévue pour un véhicule électrique ou hybride. Le dispositif de traitement thermique selon l’invention permet de réguler en température le dispositif de stockage électrique, pour garantir que celui-ci fonctionne à une température adéquate.

Le caisson cloisonnant le dispositif de stockage électrique contient également le dispositif de traitement thermique. Ce caisson est fermé hermétiquement, grâce à la mousse, et protégeant ainsi son contenu des projections extérieures. La mousse entoure un orifice de l’échangeur de chaleur. Cet orifice est placé au regard d’un passage ménagé dans le caisson. Orifice et passage sont destinés à faire communiquer le circuit d’échange thermique de l’échangeur de chaleur avec un circuit externe au dispositif de traitement thermique apte à contenir un fluide caloporteur. La mousse n’interfère pas avec la circulation de ce fluide, puisque disposée au niveau du passage, en périphérie de l’orifice.

L’utilisation d’une mousse comme système d’étanchéité permet une meilleure gestion de la tolérance de fabrication des différents composants du dispositif de traitement thermique et du dispositif de stockage électrique. L’épaisseur de mousse, c’est-à-dire la dimension sensiblement perpendiculaire aux plans de la paroi du caisson et de la paroi de l’échangeur entre lesquelles s’étend la mousse, est suffisante pour que cette mousse soit malgré tout comprimée lorsque les tolérances de fabrication génèrent un écartement du caisson et de l’échangeur de chaleur plus important que l’écartement théorique, et les propriétés d’absorption de la mousse permettent de na pas bloquer le montage lorsque les tolérances de fabrication génèrent un écartement du caisson et de l’échangeur de chaleur moins important que l’écartement théorique. Que ce soit pour la fabrication du dispositif de traitement thermique ou lors des mouvements inhérents à la mise en œuvre du dispositif de traitement thermique, la mousse absorbe le mouvement relatif entre les composants. On peut citer, comme exemples de mouvements inhérents à la mise en œuvre du dispositif de traitement thermique, la dilatation des composants en fonction de la température ou encore les frottements des composants entre eux induits par la vibration du véhicule.

La mousse est en partie disposée autour d’au moins un des orifices. On comprend par la notion de « disposée autour » que la mousse est agencée et configurée de manière à reposer contre une paroi de l’échangeur dans laquelle sont ménagés ces orifices, sans recouvrir au moins un de ces orifices. En d’autres termes, l’échangeur de chaleur comprend une zone de raccordement à un circuit d’alimentation, ladite zone comportant au moins deux orifices en communication avec le circuit d’échange thermique, et la mousse est au moins en partie disposée au voisinage de la zone de raccordement et interposée entre l’échangeur de chaleur et le caisson, la mousse étant conformée pour ne pas recouvrir au moins un de ces orifices, en laissant un dégagement permettant le raccordement hydraulique de ces orifices.

Selon un aspect de l’invention, l’échangeur de chaleur est un échangeur de chaleur à plaques qui comprend au moins une première plaque accolée à une deuxième plaque, les plaques étant conformées afin de ménager entre elles un espacement correspondant au circuit d’échange thermique. Les plaques de l’échangeur de chaleur à plaques sont superposées dans une succession de plans parallèles à la paroi du caisson contre laquelle est ménagée la mousse.

La première et la deuxième plaque de l’échangeur de chaleur à plaques comportent toutes deux une surface interne et une surface externe. La première et la deuxième plaque sont fixées l’une à l’autre de sorte à ce qu’une partie de la surface interne à la première plaque et une partie de la surface interne à la deuxième soient en contact, notamment au niveau des bords périphériques des plaques. Par ailleurs, une autre partie de la surface interne à la première plaque et une partie de la surface interne à la deuxième ne sont pas en contact afin de garantir un espacement, notamment au centre des plaques. L’espacement existant, autrement appelé circuit d’échange thermique, est destiné à la circulation du fluide caloporteur. Ce circuit d’échange thermique n’est en communication avec l’extérieur de l’échangeur de chaleur à plaques que par ses orifices.

La première plaque de l’échangeur de chaleur à plaques est plane. La surface externe de la première plaque est en contact direct avec les batteries électriques. C’est via ce contact que les échanges thermiques entre l’échangeur de chaleur à plaques et la batterie électrique s’opèrent. Le caractère plan de la première plaque garantit une surface de contact optimale avec la batterie électrique.

Comme la première plaque est plane, et pour autoriser l’espacement nécessaire au circuit d’échange, la deuxième plaque est déformée au niveau de la surface interne. La déformation creuse la surface interne pour qu’une fois associée à la première plaque, la surface interne de la deuxième plaque soit éloignée au moins partiellement de la surface interne de la première plaque. La déformation donne sa forme au circuit d’échange thermique. Par exemple, la déformation est sinueuse afin que le fluide caloporteur amené à circuler dans ce circuit d’échange parcoure une distance importante dans l’échangeur de chaleur à plaques.

La première et la deuxième plaque sont par exemple faites d’un matériau métallique. Avantageusement, ce matériau est un aluminium. La deuxième plaque, lorsqu’elle est métallique, est emboutie afin d’y dessiner la déformation prévue pour le circuit d’échange thermique.

La surface externe de la deuxième plaque est au contact de la mousse. Ainsi, l’échangeur de chaleur est positionné entre la batterie électrique et la mousse. L’échangeur de chaleur est par ailleurs en contact physique direct avec la batterie électrique et la mousse.

On comprend que cet agencement est spécifique aux échangeurs de chaleur comportant deux plaques, mais que l’on pourrait utiliser sans sortir du contexte un échangeur de chaleur à plusieurs plaques superposées dès lors qu’une plaque agencée à l’extrémité de l’empilement est plane et forme une plaque de contact avec la batterie électrique et qu’une plaque agencée à l’autre extrémité de l’empilement, en regard du caisson, est en contact avec la mousse agencée entre cette plaque et le caisson.

Selon un aspect de l’invention, la mousse comprend une première surface globalement plane au contact de l’échangeur de chaleur, et une deuxième surface globalement plane au contact du caisson. Par globalement plane, on entend décrire la forme des surfaces de la mousse lorsqu’elle n’est pas comprimée. Des aspérités peuvent apparaître sur ces surfaces, sans que celles-ci pénalisent l’aspect plan des surfaces de la mousse et le caractère plan de la mousse, qui permet d’assurer un contact uniforme avec l’échangeur de chaleur à plaques et le caisson. La première surface et la deuxième surface de la mousse sont sensiblement parallèles entre elles.

La distance entre la première et la deuxième surface de la mousse définit une épaisseur de la mousse. Cette épaisseur de la mousse est constante en tout point de la mousse, selon une mesure perpendiculaire à la première surface. Cette caractéristique s’entend à l’état démonté, lorsque la mousse ne subit pas de pression. En effet lors de la mise en œuvre de la mousse dans le dispositif de traitement thermique, la pression exercée sur la mousse peut ne pas être homogène, la bonne tolérance à la déformation de la mousse permettant que ces variations de pression n’impactent pas la fonction d’étanchéité de la mousse.

Selon un aspect de l’invention, une ouverture ménagée dans la mousse est de forme complémentaire à une périphérie externe d’un organe de connexion assurant une liaison hydraulique entre un circuit externe au dispositif de traitement thermique et au moins un des orifices du circuit d’échange thermique.

La mousse assure l’étanchéité du passage ménagé dans le caisson. Ce passage ouvre sur l’échangeur de chaleur au niveau de son organe de connexion, qui s’étend au travers du passage.

Afin de laisser passer l’organe de connexion, la mousse est munie d’une ouverture, épousant les contours de l’organe de connexion.

La mousse comprend une première face interne et une deuxième face externe reliant la première surface à la deuxième surface de la mousse, la première face interne délimitant l’ouverture tandis que la deuxième face externe suit un contour périphérique de l’échangeur de chaleur. La première face interne de la mousse est alors au contact de l’organe de connexion. La coopération entre l’ouverture de la mousse et l’organe de connexion assure le positionnement de la mousse. Lors de la mise en œuvre du dispositif, et malgré les frottements des composants dudit dispositif, la mousse reste positionnée autour de l’organe de connexion, et donc en bonne place par rapport au passage ménagé dans le caisson, situé à l’aplomb de l’organe de connexion. A noter que le positionnement de la mousse peut également être garanti par l’adjonction d’un moyen de fixation, par exemple de la colle, disposée entre la première surface de la mousse et la surface externe de la deuxième paroi, et/ou entre la première face interne de la mousse et l’organe de connexion.

L’organe de connexion est un élément de raccordement assurant l’interface entre le circuit d’échange thermique et le circuit externe au dispositif de traitement thermique, ce dernier étant externe par rapport à l’échangeur de chaleur.

L’organe de connexion est rattaché sur la deuxième plaque par un moyen de fixation. Ce moyen de fixation est par exemple une soudure.

L’organe de connexion est par exemple fait d’un matériau métallique. Avantageusement, l’organe de connexion est en aluminium.

De façon particulière, l’organe de connexion comporte une bride mâle reliée à une bride femelle, au moins une tubulure destinée au passage du fluide caloporteur. De façon encore plus particulière, l’assemblage de la bride mâle sur la bride femelle permet de constituer une première chambre destinée à l’entrée de fluide dans le circuit d’échange thermique, et une deuxième chambre destinée à la sortie de fluide du circuit. Une première tubulure et une deuxième tubulure sont respectivement raccordées à la première chambre et la deuxième chambre.

En suivant les contours périphériques de l’échangeur de chaleur, la mousse s’étend sur l’ensemble de la surface externe de l’échangeur de chaleur et elle peut assurer un bon amorti entre l’échangeur de chaleur et le caisson.

L’échangeur de chaleur est prévu pour s’étendre sur une grande surface dans le véhicule. Il en est de même pour le caisson, contenant l’échangeur de chaleur à plaques. Compte tenu de ces grandes surfaces, le fait que la mousse couvre l’ensemble de la surface de l’échangeur renforce améliore encore les qualités de tolérance de la mousse.

Selon un aspect de l’invention, la mousse est constituée de matière cellulaire synthétique. On comprend par matière cellulaire synthétique une matière réticulée, qui donne à la mousse une bonne tolérance à la déformation. L’échangeur de chaleur et la batterie électrique compressent au moins en partie la mousse, qui est alors déformée. Cette mousse absorbe les variations de forces subies entre l’échangeur de chaleur à plaques et la batterie électrique. La compression peut en effet varier lors de la mise en œuvre du dispositif.

La mousse, faite de matière cellulaire synthétique, isole le caisson au niveau du passage ménagé dans ce dernier. Cette matière empêche l’entrée dans le caisson de particules telles les poussières, les gaz, les projections solides ou liquides, ou les polluants. La matière cellulaire synthétique évite ainsi l’encrassement de l’intérieur du caisson.

Selon un aspect de l’invention, la mousse est à pores fermés. De façon avantageuse, la mousse est caractérisée par une absorption d'eau inférieure à 5%. La réticulation de la mousse n’accumule ni humidité, ni particules pouvant la détériorer. Les pores de la mousse ne servent pas au développement de microorganismes pouvant causer la détérioration de la mousse, ou au dépôt de matières étrangères impactant ses propriétés. La mousse est alors durable dans le temps, assurant ses fonctions de façon pérenne.

Selon autre aspect de l’invention, la mousse a une résistance au déchirement supérieur à 0.3 daN/cm.

Selon un aspect de l’invention, la mousse a une élasticité comprise entre o.iMPa et 2oMPa. La mousse absorbe ainsi les variations de force en tout point de sa surface. Selon un aspect particulier de l’invention, la mousse est un polymère type élastomère. Par exemple, la mousse est un caoutchouc EPDM (pour éthylène- propylène-diène monomère) ou un thermoplastique. Selon un aspect particulier de l’invention, la mousse a un coefficient de dureté Shore 00 qui est avantageusement compris entre 5 et 20.

Selon un aspect de l’invention, la mousse a une densité d’au moins 80 kilos par mètre cube. Cette densité garantit que la mousse ne s’écrase pas totalement. Ainsi, l’amortissement entre l’échangeur de chaleur à plaques et le caisson, en toutes circonstances, est assuré.

Selon un aspect de l’invention, la mousse a une tenue en température entre - 40°C et 120°C. La mousse garde ses propriétés physiques, d’élasticité et de forme notamment, dans cette gamme de température. Le dispositif de traitement thermique peut en effet être soumis à des variations importantes de températures. Celles-ci peuvent d’être d’ordre climatique, mais également induite par l’échangeur de chaleur à plaques lui-même, ou les batteries adjacentes.

Selon un aspect de l’invention, la mousse a une chaleur spécifique avoisinant les 2000 J/kg.K.

Selon un aspect de l’invention, la mousse a une conductivité thermique comprise entre 0.04 et 0.09 W/m.K. A noter que la valeur de la conductivité thermique de la mousse varie suivant le taux de compression.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :

- la figure 1 est une vue générale schématique d’un dispositif de stockage électrique équipé d’un dispositif de traitement thermique et dans lequel une mousse est ménagée entre le dispositif de traitement thermique et une paroi d’un caisson délimitant le dispositif de stockage électrique selon un mode de réalisation de l’invention,

- la figure 2 est une vue en perspective illustrant un échangeur de chaleur, ici à plaques, formant partie du dispositif de traitement thermique de la figure 1, et une mousse parties à l’invention,

- la figure 3 est une vue en coupe de l’échangeur de chaleur et de la mousse parties à l’invention, selon le plan AA illustré sur la figure 2,

- la figure 3bis est une vue similaire à celle de la figure 3, dans laquelle une paroi du caisson a été représentée pour illustrer la caractéristique de l’invention selon laquelle la mousse est interposée entre l’échangeur de chaleur et cette paroi du caisson,

- la figure 4 est une vue détaillée de l’échangeur de chaleur et de la mousse parties à l’invention.

Il faut tout d’abord noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.

La figure 1 présente une vue générale d’un dispositif de traitement thermique 1 configuré pour traiter thermiquement une pluralité de dispositifs de stockage électrique 2, ici trois. Le dispositif de traitement thermique 1 comprend au moins un caisson 3 et un échangeur de chaleur 4 agencé en regard d’une paroi 3’ du caisson, le caisson 3 étant par ailleurs configuré pour loger les dispositifs de stockage électrique 2.

L’échangeur de chaleur 4 est configuré pour former un circuit interne d’échange thermique 6. Cet échangeur de chaleur 4 comporte un orifice 5, qui ouvre le circuit d’échange thermique 6 sur une première chambre 7 d’un organe de connexion 8. Cet organe de connexion 8 est fixé à l’échangeur de chaleur 4, reliant le circuit d’échange thermique 6 à un conduit 9 d’alimentation en fluide calorifique.

La paroi du caisson 3 en regard duquel l’échangeur de chaleur est agencé est ici un fond 10, dans lequel est ménagé un passage 11. Le passage 11 est traversé par l’organe de connexion 8, de sorte que le conduit 9 d’alimentation en fluide calorifique peut s’étendre à l’extérieur du caisson 3.

Une mousse 12 est disposée à l’intérieur du caisson 3, au voisinage du passage 11 ménagé dans le fond 10. Plus particulièrement, la mousse 12 est disposée de manière à s’étendre en périphérie de l’organe de connexion 8. Dans l’exemple présenté en figure 1, la mousse 12 n’est pas au contact de l’organe de connexion 8, étant entendu qu’elle pourrait l’être sans sortir du contexte de l’invention. Cette mousse 12 s’intercale entre l’échangeur de chaleur 4 et le fond 10 du caisson 3 de sorte à être en périphérie du passage 11 ménagé dans le caisson 3. L’échangeur de chaleur 4 est ici un échangeur à plaques, et plus particulièrement un échangeur à deux plaques, qui comporte une première plaque

13 plane accolée à une deuxième plaque 14 conformée. La première plaque 13 est pourvue d’une surface interne 15 et d’une surface externe 16 opposée. La deuxième plaque 14 est pourvue d’une surface interne 17 et d’une surface externe 18 opposée. La surface interne 15 de la première plaque 13 et la surface interne 17 de la deuxième plaque 14 délimitent la forme et les dimensions du circuit d’échange thermique 6. La surface externe 16 de la première plaque 13 est au contact des trois batteries électriques et la surface externe 18 de la deuxième plaque 14 est en regard du fond 10.

Dans cet agencement, l’orifice 5 de l’échangeur de chaleur est formé dans le deuxième plaque et l’organe de connexion 8 est rendue solidaire de la deuxième plaque. L’organe de connexion 8 est fixé par une soudure à la surface externe 18 de la deuxième plaque 14, de manière à couvrir l’orifice 5. Ainsi, l’organe de connexion 8 relie l’orifice 5 au conduit 9 en traversant le passage 11 ménagé dans le fond 10 du caisson 3.

La mousse 12 est interposée entre la surface externe 18 de la deuxième plaque

14 et le fond 10 du caisson 3. La mousse 12 est comprimée sur au moins une partie de l’échangeur de chaleur 4 et une partie du fond 10 du caisson 3, mais ne subit pas en tous points la même pression. En effet, la deuxième plaque 14 de l’échangeur de chaleur 4 à plaques est emboutie pour former des canaux de circulation du circuit d’échange thermique 6 à l’intérieur de l’échangeur de chaleur, et elle n’est donc pas en tout point à la même distance du fond 10 du caisson 3, bien que le fond 10 du caisson 3 soit disposé dans un plan parallèle à la deuxième plaque 14. La mousse 12 est ainsi non uniformément déformée.

Les figures 2 et 3 montrent une mousse 12 associée à un échangeur de chaleur 4 à plaques, parties à l’invention. La mousse 12 n’étant pas ici montée dans un dispositif de traitement thermique, elle est présentée dans son état non comprimée.

Dans cet exemple de réalisation, la mousse 12 s’étend sur l’ensemble de la surface externe 18 d’une deuxième plaque de l’échangeur de chaleur 4 à plaques. On entend par « ensemble de la surface » le fait que la mousse 12 couvre une partie de la surface externe 18 équivalente à au moins 90% de la surface externe 18 de l’échangeur. En l’occurrence, la surface externe 18 de l’échangeur de chaleur 4 à plaques est en relief, la mousse 12 laissant apparaître une bordure 42 (notamment visible sur la figure 3) au contour de l’échangeur de chaleur 4 à plaques. Cette bordure 42 est en retrait de la partie de la surface externe 18 de l’échangeur au contact de la mousse 12. Cette bordure 42 permet aux deux plaques constitutives de l’échangeur de chaleur 4 à plaques d’être accolées l’une à l’autre. Elle correspond à une partie de la zone de contact des plaques.

La mousse 12 comprend une première surface 22 globalement plane et venant au contact d’une surface externe 18 de l’échangeur de chaleur 4 à plaques. La mousse 12 comprend également une deuxième surface 23 globalement plane et destinée à venir au contact du fond du caisson.

La mousse 12 est pourvue d’une ouverture traversante logeant un organe de connexion 8. Cette ouverture ménagée dans la mousse 12 est de forme complémentaire à une périphérie externe 25 de l’organe de connexion 8. Dans cet exemple de réalisation, l’organe de connexion 8 est unique et est destiné à assurer une liaison hydraulique entre un circuit externe au dispositif de traitement thermique 1, à savoir le circuit 9 d’alimentation en fluide calorifique évoqué précédemment, et le circuit d’échange thermique 6 ménagé dans l’échangeur de chaleur. A cette fin, il est fixé sur l’échangeur de chaleur 4 à plaques.

L’échangeur de chaleur 4 à plaques présente ici une forme en T, tout comme la mousse 12 le recouvrant. Cette forme en T se compose de deux parties disposées dans un même plan : une première partie 26 s’étendant selon un premier axe X de ce plan, une deuxième partie 27 s’étendant selon un deuxième axe Y de ce plan. Le premier axe X et le deuxième axe Y sont perpendiculaires l’un à l’autre et sécants au centre de la première partie 26 du T. La première partie 26 du T comporte une première extrémité longitudinale 28 et une deuxième extrémité longitudinale 29. L’ouverture ménagée dans la mousse 12 et l’organe de connexion 8 que loge cette mousse 12 sont situés au niveau de la première extrémité longitudinale 28.

L’organe de connexion 8 comporte une bride mâle 30 (visible sur la figure 3) reliée à une bride femelle 31, une première tubulure 32 et une deuxième tubulure 33. La bride femelle 31 coiffe la bride mâle 30, un pourtour de la bride femelle 31 correspondant à la périphérie externe 25 de l’organe de connexion 8. Au moins une partie de la périphérie externe 25 est au contact de la mousse 12. On entend ici par contact une très proche proximité, la mousse 12 jouxtant la périphérie externe 25 sans nécessairement la toucher physiquement à l’état de repos de la mousse 12, tel que cela est visible sur la figure 3. Lors de la mise en œuvre de l’invention, la mousse 12 déformée par compression entre l’échangeur de chaleur et le fond du caisson entre alors en contact physique avec la périphérie externe 25 de l’organe de connexion 8.

La bride femelle 31 porte la première tubulure 32 et la deuxième tubulure 33 sur la partie de la périphérie externe 25 de l’organe de connexion 8 n’étant pas au contact de la mousse 12. La première tubulure 32 et la deuxième tubulure 33 ont chacune un axe d’allongement orienté parallèlement au premier axe X de l’échangeur de chaleur 4 à plaques.

La première tubulure 32 et la deuxième tubulure 33 sont destinées au passage d’un fluide caloporteur représenté par les flèches 34, la première tubulure 32 permettant l’entrée du fluide caloporteur tandis que la deuxième tubulure 33 permet la sortie de ce même fluide. Le fluide caloporteur entrant et le fluide caloporteur sortant circulent dans un sens opposé, dans la direction du premier axe X de l’échangeur de chaleur 4 à plaques. Entre l’une et l’autre des tubulures 32, 33, le fluide caloporteur circule au sein du circuit d’échange thermique 6 ménagé dans l’échangeur de chaleur 4 à plaques.

La bride femelle 31 comporte par ailleurs une face correspondant à la première face 35 de l’organe de connexion 8. La bride femelle 31 est fixée à la bride mâle par une vis 37 prenant appui dans un lamage 38 (visible sur la figure 3) de la bride femelle 31. Cette vis 37 et ce lamage sont disposés selon un axe Z perpendiculaire au premier axe X de l’échangeur de chaleur 4 à plaques, au centre de la première face 35 de l’organe de connexion 8, de part et d’autre de deux axes d’allongement de la première tubulure 32 et de la deuxième tubulure 33.

Sur la figure 3, qui correspond à une coupe selon A-A de la figure 2, on voit plus précisément la coopération de la mousse 12, de l’échangeur de chaleur 4, de l’organe de connexion 8 et du circuit d’échange thermique 6. La mousse 12 comprend une première face interne 39 et une deuxième face externe 40 reliant la première surface 22 à la deuxième surface 23, étant rappelé que la première surface 22 est au contact de l’échangeur de chaleur 4 à plaques.

La première face interne 39 délimite une ouverture 24 logeant l’organe de connexion 8. Cette première face interne 39 entoure l’organe de connexion 8 à sa proche périphérie externe 25, sans qu’il y ait contact à l’état de repos. Lorsque la mousse 12 n’est pas compactée, un intervalle 41 existe. Cet intervalle 41 est comblé lorsque la mousse 12 est déformée par écrasement, la première face interne 39 de la mousse 12 entrant alors en contact étroit avec la partie de la périphérie externe 25 de l’organe de connexion 8.

On a représenté sur la figure 3bis cette déformation de la mousse 12 par écrasement lorsque cette mousse est agencée entre la paroi du caisson, ici le fond 10, et l’échangeur de chaleur à plaques, notamment sous l’effet du poids du dispositif de stockage électrique, ici non représenté, et qui s’étend à l’opposé de l’échangeur de chaleur par rapport à la mousse et la paroi de fond du caisson. On comprend que cette déformation permet au moins partiellement de combler l’intervalle 41 et d’améliorer le cas échéant les conditions d’étanchéité. L’épaisseur de la mousse, c’est-à-dire la dimension entre sa première surface 22 et sa deuxième surface 23, est suffisante pour que le rapprochement de la paroi du caisson et de l’échangeur de chaleur génère une compression de la mousse, quelle que soit les tolérances de fabrication de ces composants. Il convient de noter que la mousse une fois comprimée conserve une épaisseur, à savoir la dimension entre sa première surface 22 et sa deuxième surface 23, suffisante pour absorber les vibrations du dispositif de traitement thermique et du dispositif de stockage électrique lors du roulage du véhicule.

En se référant de nouveau à la figure 3, on peut noter que la deuxième face externe 40 suit un contour périphérique 54 de l’échangeur de chaleur 4. Dans le cas illustré d’un échangeur de chaleur à plaques, la deuxième face externe 40 de la mousse laisse découverte la bordure 42 au contour de l’échangeur de chaleur 4 à plaques.

L’échangeur de chaleur 4 à plaques est pourvu d’une première plaque 13 plane et d’une deuxième plaque 14 conformée. La première plaque 13 dispose d’une surface interne 15 et d’une surface externe 16. La deuxième plaque 14 comporte également une surface interne 17 et une surface externe 18. En tous points, la première plaque 13 a une épaisseur, c’est-à-dire la distance la plus courte entre sa surface interne 15 et sa surface externe 16, constante. De la même manière, la deuxième plaque 14 a une distance la plus courte constante entre sa surface interne 17 et sa surface externe 18.

La surface interne 15 de la première plaque 13 et la surface interne 17 de la deuxième plaque 14 délimitent ensemble le circuit d’échange thermique 6. Ce circuit d’échange thermique 6 est ouvert par deux orifices, un premier orifice 19 et un deuxième orifice 20, au niveau de la deuxième plaque 14. Le premier orifice 19 et le deuxième orifice 20 sont tous deux entourés de la mousse 12, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas recouverts par la mousse disposée contre la paroi de l’échangeur de chaleur dans laquelle sont ménagés les deux orifices.

Afin de délimiter le circuit d’échange thermique 6, la surface interne 15 de la première plaque 13 et la surface interne 17 de la deuxième plaque 14 sont fixées l’une à l’autre au moins au niveau de la bordure 42 précédemment décrite. Une partie de la surface interne 15 de la première plaque 13 et une partie de la surface interne 17 de la deuxième plaque 14 sont par ailleurs ici en contact direct au niveau d’une zone de contact centrale 21 des plaques.

Le circuit d’échange thermique 6 débouche sur les deux orifices 19, 20 de la deuxième plaque 14 de l’échangeur de chaleur 4 à plaques.

Une première extrémité du circuit est ouverte sur le premier orifice 19 et communique de la sorte avec une première chambre 7 de l’organe de connexion 8. Cette première chambre 7 sert à réceptionner le fluide caloporteur lors de son entrée dans le circuit d’échange thermique 6, passé la première tubulure 32.

Une deuxième extrémité du circuit est ouverte sur le deuxième orifice 20 et communique avec une deuxième chambre 43 de l’organe de connexion 8. Cette deuxième chambre 43 sert à collecter le fluide caloporteur ayant circulé dans le circuit d’échange thermique 6, avant sa sortie via la deuxième tubulure 33.

La première chambre 7 et la deuxième chambre 43 de l’organe de connexion 8 sont formées grâce à l’assemblage d’une bride mâle 30 et d’une bride femelle 31 telles que précédemment évoquées. La bride femelle 31 coopère étroitement avec la bride mâle 30 de sorte à ce que bride mâle 30 et bride femelle 31 partagent une surface d’interface 47.

L’assemblage hermétique de la bride mâle 30 sur la bride femelle 31 est assuré au niveau de la première chambre 7 et de la deuxième chambre 43 par un joint torique 46. Chaque joint torique 46 prend place dans un logement périphérique 48 en forme de gorge ménagée dans la bride mâle 30.

La bride femelle 31 se fixe à la bride mâle 30 par l’intermédiaire de la vis 37 s’allongeant dans l’axe Z. Cette vis 37 est pourvue d’une tête 49 et d’une tige 50. La tête 49 de la vis 37 est à fleur de la première face 35 de l’organe de connexion 8 grâce au lamage 38. La tige 50 traverse la bride femelle 31 et en ressort pour venir s’enchâsser dans un plot 51 central de la bride mâle 30 dans lequel est réalisé un trou taraudé. Ce plot central est complémentaire à un renfoncement 52 de la bride femelle 31. Ainsi, la vis 37 joint solidairement la bride mâle 30 à la bride femelle 31. La bride mâle 30 est par ailleurs fixée solidairement à une partie de la surface externe 18 de la deuxième plaque 14 de l’échangeur de chaleur 4 à plaques. Notamment la bride mâle est montée sur la deuxième plaque de l’échangeur de chaleur notamment en faisant coopérer des fûts avec des bords relevés délimitant les ouvertures 19, 20 ménagées sur cette deuxième plaque.

La figure 4 présente une vue rapprochée de la figure 2, au niveau de l’agencement entre la mousse 12 et l’organe de connexion 8. Est ainsi représentée la première extrémité longitudinale 28 de la première partie du T de l’échangeur de chaleur 4. Le circuit d’échange thermique 6, disposé dans l’échangeur de chaleur 4 ici représenté recouvert par la mousse 12, est suggéré par les pointillés. La première chambre 7 et la deuxième chambre 43 internes à l’organe de connexion 8 sont en pointillés également. Cette figure montre qu’il y a une identité de contour entre l’ouverture 24 de la mousse 12, délimitée par la face interne 39 de cette mousse, et l’organe de connexion 8 d’une part, et entre la mousse 12, via sa face externe 40 notamment, et l’échangeur de chaleur 4 d’autre part.

La mousse 12 se superpose ici à la surface externe de la deuxième plaque 14 de l’échangeur de chaleur 4 à plaques, couvrant le circuit d’échange thermique 6. La mousse 12 est disposée autour de l’organe de connexion 8, ce qui la rend également périphérique au premier orifice 19 et au deuxième orifice 20 de l’échangeur de chaleur 4 à plaques. De la sorte, on peut observer que la mousse est bien au moins en partie disposée dans une zone de raccordement de l’échangeur de chaleur à un circuit d’alimentation de fluide caloporteur comportant notamment l’organe de connexion 8, avec une ouverture 24 ménagée de sorte que la mousse ne recouvre pas les orifices 19, 20 et permette le raccordement fluidique. Tel qu’illustré, la mousse est configurée au niveau de sa face interne 39 de manière à ce que l’intervalle 41 entre l’organe de connexion 8 et la mousse 12 soit étroit et globalement uniforme.

Lors du montage, la mousse 12 prend donc place sur la deuxième plaque 14, autour de la bride mâle dans un premier temps. Puis la bride femelle 31 est positionnée sur la bride mâle, dans l’ouverture 24 laissée par la mousse 12 et fixée à l’aide de la vis 37.

La mousse 12 est alors maintenue, non seulement par son ajustement aux dimensions de l’organe de connexion 8 dont elle épouse les formes, mais également par la présence de la première tubulure 32 et de la deuxième tubulure 33 qui lui permettent de ne pas se déloger.

Pour garantir l’adhérence de la mousse 12, qui se voit certes maintenue à la première extrémité longitudinale 28 de la première partie du T, mais libre par ailleurs, un dispositif de fixation annexe, tel une colle, peut être rapportée entre la mousse 12 et l’échangeur de chaleur 4 à plaques afin de maintenir la mousse 12 en position lors de l’installation dans le dispositif de traitement thermique selon l’invention.

Au niveau de l’organe de connexion 8, la première tubulure 32, arquée, permet l’entrée du fluide caloporteur, fluide caloporteur représenté par les flèches 34. Cette première tubulure 32 est reliée à la première chambre 7 de l’organe de connexion 8. Depuis la première chambre 7, le fluide caloporteur chemine dans le circuit d’échange thermique jusqu’à la deuxième chambre 43, le circuit d’échange thermique pouvant par exemple présenter un renvoi au niveau de la deuxième extrémité longitudinale 29.

La deuxième tubulure 33 arquée permet la sortie du fluide caloporteur. Cette deuxième tubulure 33 est reliée à la deuxième chambre 43 de l’organe de connexion 8. La première chambre 7 et la deuxième chambre 43 coexistent au sein du même organe de connexion 8. Elles sont situées de part et d’autre de la vis 37 maintenant la bride mâle à la bride femelle 31.

On comprend à la lecture de ce qui précède que la présente invention propose un dispositif de traitement thermique pour dispositif de stockage électrique de véhicule configuré pour permettre l’isolation de l’intérieur d’un caisson entourant le dispositif de stockage électrique grâce à une mousse. Additionnellement, cette mousse, de par son étendue, assure un amorti, améliorant ainsi la tolérance du dispositif de traitement thermique à des variations dimensionnelles diverses. Ce dispositif de traitement thermique, destiné à être intégré tant dans les véhicules électriques que les véhicules hybrides, facilite par ailleurs le montage du dispositif de traitement thermique. La pérennité de l’étanchéité et de l’amorti est quant à elle améliorée, la mousse par sa nature ayant une meilleure résistance dans le temps à la déformation, à l’encrassement, ou à la pourriture.

L’invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici, et elle s’étend également à tout moyen ou configuration équivalents et à toute combinaison technique opérant de tels moyens. En particulier, un dispositif de traitement thermique pour dispositif de stockage électrique de véhicule peut être modifié sans nuire à l’invention, dans la mesure où le dispositif de traitement thermique pour véhicule, in fine, remplit les mêmes fonctionnalités que celles décrites dans ce document. A titre d’exemple, on comprendra que la mousse utilisée entre un échangeur de chaleur associé à un dispositif de stockage électrique et une paroi d’un caisson logeant un tel dispositif de stockage électrique pourra être mise en œuvre quelle que soit la paroi du caisson et quel que soit le caisson concerné, dès lors qu’une paroi présente une zone de raccordement hydraulique traversée par un orifice dont il convient de garantir l’étanchéité. Cette paroi du caisson pourrait notamment consister en un plancher du véhicule, la paroi délimitant une zone interne dans laquelle est logée le dispositif de stockage électrique et une zone externe correspondant à l’extérieur du véhicule.