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Title:
TEMPERATURE CONTROL DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/003035
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a temperature control device (2) for controlling the temperature of an electrical or electronic component (4), said temperature control device (2) comprising a housing (6) configured so as to house the at least one electrical or electronic component (4) likely to give off heat during operation or charging, and a dielectric fluid (32) intended to be in contact with said electrical or electronic component (4) so as to control the temperature thereof, the temperature control device (2) further comprising a supply device (12) of said electrical or electronic component (4) and at least one control unit (14) configured so as to generate a main command for controlling the operation and/or charging of said electrical or electronic component (4) and a secondary command in response to data read by a sensor (16) for monitoring an effective level (NE) of dielectric fluid in the housing (6).

Inventors:
DA COSTA PITO SERGIO (FR)
JOVET BASTIEN (FR)
NAVARRE QUENTIN (FR)
Application Number:
PCT/EP2021/068025
Publication Date:
January 06, 2022
Filing Date:
June 30, 2021
Export Citation:
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Assignee:
VALEO SYSTEMES THERMIQUES (FR)
International Classes:
H01M10/613; B60L58/24; H01M10/625; H01M10/6567; H01M10/6569
Foreign References:
JPH10208781A1998-08-07
CN109301095A2019-02-01
DE102018003772A12019-01-24
US20110262793A12011-10-27
Attorney, Agent or Firm:
VALEO SYSTEMES THERMIQUES (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Dispositif de régulation thermique (2) d’un composant électrique ou électronique (4) comportant un boîtier (6) configuré pour loger le au moins un composant électrique ou électronique (4), susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement ou de sa charge, et un fluide diélectrique (32) destiné à être au contact dudit composant électrique ou électronique (4) pour permettre la régulation de sa température, le dispositif de régulation thermique (2) comprenant également un dispositif d’alimentation (12) dudit composant électrique ou électronique (4) et au moins une unité de contrôle (14) configurée pour générer une instruction principale de commande de fonctionnement et/ ou de charge dudit composant électrique ou électronique (4), le dispositif de régulation thermique (2) étant caractérisé en ce qu’il comprend au moins un capteur (16) de contrôle d’un niveau effectif (NE) du fluide diélectrique (32) dans le boîtier (6), l’unité de contrôle (14) étant apte à générer une instruction secondaire de commande adaptée en fonction de données acquises par l’au moins un capteur (16).

2. Dispositif de régulation thermique (2) selon la revendication précédente, dans lequel l’instruction secondaire de commande générée par l’unité de contrôle (14) consiste en une instruction de commande de fonctionnement à destination du composant électrique ou électronique (4) et/ou en une instruction de commande de charge du composant électrique ou électronique (4) à destination du dispositif d’alimentation (12).

3. Dispositif de régulation thermique (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le boîtier (6) comprend au moins une base (20) délimitant un logement (18) du boîtier (6) dans lequel est disposé le au moins un composant électrique ou électronique (4), et un couvercle (22) venant en recouvrement dudit logement (18), le au moins un capteur (16) étant ménagé dans le logement (18) du boîtier (6).

4. Dispositif de régulation thermique (2) selon la revendication 3, dans lequel le au moins un capteur (16) est ménagé dans le logement (18) du boîtier (6) de telle sorte qu’il soit à une distance non nulle de la base (20) et du couvercle (22) dudit boîtier (6).

5. Dispositif de régulation thermique (2) selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel la base (20) du boîtier (6) comprend au moins une paroi de fond (28) opposée au couvercle (22) du boîtier (6), l’au moins un capteur (16) étant disposé dans le logement (18) du boîtier (6) de telle sorte qu’il soit à une première distance (Di) de la paroi de fond (28) de la base (20), la première distance (Di) étant égale ou inférieure à un niveau (Ni, N2) de référence d’une surface (S) du fluide diélectrique (32) dans le boîtier.

6. Dispositif de régulation thermique (2) selon l’une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel le fluide diélectrique (32) présente une température de changement de phase telle que le fluide diélectrique (32) reste dans une phase liquide au contact du composant électrique ou électronique (4), le au moins un capteur (16) étant positionné dans le boîtier (6) entre un sommet (34) du composant électrique ou électronique (4) et le couvercle (22) du boîtier (6).

7. Dispositif de régulation thermique (2) selon la revendication 6, dans lequel le fluide diélectrique (32) présente une température de changement de phase telle que le fluide diélectrique (32) est apte à sa vaporiser au contact du composant électrique ou électronique (4), le au moins un capteur (16) étant positionné dans le boîtier (6) de telle sorte qu’il soit entre un sommet (34) du composant électrique ou électronique (4) et la paroi de fond (28) de la base (20) du boîtier (6).

8. Dispositif de régulation thermique (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le au moins un capteur (16) de contrôle du niveau effectif (NE) du fluide diélectrique (323) dans le boîtier (6) est un capteur optique et/ou un capteur flottant sur la surface (S) du fluide diélectrique (32) présent dans le boîtier (6).

9. Dispositif de régulation thermique (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, en combinaison avec la revendication 3, dans lequel au moins deux capteurs (16) de contrôle sont positionnés dans le logement (18) du boîtier (6), un premier capteur (16a) étant agencé au contact et/ ou au voisinage du couvercle (22) et un deuxième capteur (16b) étant agencé au contact et/ou au voisinage de la base (20) du boîtier (6).

10. Procédé de régulation du fonctionnement ou de la charge d’au moins un composant électrique ou électronique (4) compris dans un dispositif de régulation thermique (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, le procédé de régulation comprenant au moins une première étape (100) de détection d’un niveau effectif (NE) du fluide diélectrique (32) dans le boîtier (6) par le capteur (16) et au moins une deuxième étape (200) de contrôle du dispositif d’alimentation (12) du composant électrique ou électronique (4) ou de contrôle du fonctionnement du composant électrique ou électronique (4) par l’unité de contrôle (14) en fonction du niveau effectif (NE) de fluide diélectrique (32) dans le boîtier (6) détecté par le capteur (16), le procédé comprenant également au cours d’une étape intermédiaire (150), entre la première étape (100) et la deuxième étape (200), l’unité de contrôle (14) compare le niveau effectif (NE) de fluide diélectrique (32) détecté par le capteur (16) au cours de la première étape (100), à un niveau (Ni, N2) de référence de fluide diélectrique (32) dans le boîtier (6).

Description:
Description

Titre : Dispositif de régulation thermique.

La présente invention se situe dans le domaine des dispositifs de régulation thermique de composants électriques ou électroniques, et elle concerne plus particulièrement un dispositif de régulation thermique de composants électriques ou électroniques susceptibles de s’échauffer lors de leur fonctionnement.

Les composants électriques ou électroniques susceptibles d’être concernés par la présente invention peuvent aussi bien consister en des serveurs informatiques qu’en des systèmes de stockage d’énergie électrique, notamment des batteries, pour des véhicules automobiles.

Dans le domaine des véhicules automobiles, des dispositifs de régulation thermique permettent de modifier une température d’une batterie électrique, que ce soit lors d’un démarrage du véhicule par temps froid, en augmentant sa température par exemple, ou que ce soit en cours de roulage ou lors d’une opération de recharge de la batterie, en diminuant la température de cette batterie électrique, qui tend à s’échauffer au cours de son utilisation.

Afin de refroidir les composants électriques ou électroniques, il est connu que les dispositifs de régulation thermique utilisent un fluide diélectrique permettant de capter des calories dégagées par lesdits composants électriques ou électroniques au cours de leur charge ou leur fonctionnement. Le fluide diélectrique peut être prévu en quantité suffisante pour immerger complètement les composants électriques ou électroniques, afin que ces derniers soient en permanence en contact avec ledit fluide diélectrique. Dans une telle configuration, il peut notamment être prévu un fluide diélectrique dit monophasique, c’est-à-dire qui présente une température de changement de phase supérieure à la température maximale présente dans le dispositif lors du fonctionnement ou de la charge des composants électriques ou électroniques. Ce fluide diélectrique monophasique reste sous l’état liquide et la régulation thermique se fait par immersion des composants électriques ou électroniques dans ce volume de liquide. A l’inverse, le fluide diélectrique peut être diphasique, c’est-à-dire qu’il présente une température de changement de phase inférieure à la température maximale présente dans le dispositif lors du fonctionnement ou de la charge des composants électriques ou électroniques. Dans ce contexte, il est connu de projeter le fluide diélectrique diphasique contre les composants électriques ou électroniques sous forme liquide, ce fluide se vaporisant au contact des composants. Après condensation du fluide diélectrique vaporisé, le fluide redevenu sous forme liquide est récupéré dans un bac avant d’être projeté de nouveau sur les composants. Dans l’une ou l’autre des utilisations du fluide diélectrique, il s’avère nécessaire que le niveau de ce dernier sous forme liquide soit constant afin que dans un premier cas les composants électriques ou électroniques restent immergés dans ce dernier et dans un deuxième cas qu’il subsiste suffisamment de fluide diélectrique pouvant être projeté sur les composants électriques ou électroniques, afin que le refroidissement de ces composants électriques ou électroniques reste optimal.

Un problème de ces dispositifs de régulation thermique apparaît notamment lorsque ceux-ci subissent une fuite de fluide diélectrique ou encore lorsque le véhicule automobile évolue sur un parcours incliné. En effet, de tels cas de figures peuvent entraîner une modification du niveau du fluide diélectrique au sein du dispositif de régulation thermique telle que tout ou partie de certains des composants électriques ou électroniques ne sont pas immergés dans le fluide diélectrique, ce qui diminue les performances de régulation thermique dudit dispositif et tend à réduire la durée de vie des composants électriques ou électroniques.

La présente invention vise à remédier au problème susmentionné en proposant un dispositif de régulation thermique ainsi qu’un procédé de régulation thermique aptes à détecter des éventuelles modifications du niveau de fluide diélectrique dans le dispositif de régulation thermique et de proposer une instruction de commande en conséquence de cette détection.

Plus particulièrement, l’invention porte sur un dispositif de régulation thermique d’un composant électrique ou électronique comportant un boîtier configuré pour loger le au moins un composant électrique ou électronique, susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement ou de sa charge, et un fluide diélectrique destiné à être au contact dudit composant électrique ou électronique pour permettre la régulation de sa température, le dispositif de régulation thermique comprenant également un dispositif d’alimentation dudit composant électrique ou électronique et au moins une unité de contrôle configurée pour générer une instruction principale de commande de fonctionnement et/ou de charge dudit composant électrique ou électronique, le dispositif de régulation thermique étant caractérisé en ce qu’il comprend au moins un capteur de contrôle d’un niveau effectif du fluide diélectrique dans le boîtier, l’unité de contrôle étant apte à générer une instruction secondaire de commande adaptée en fonction de données acquises par l’au moins un capteur.

L’unité de contrôle a pour fonction de contrôler le fonctionnement et la charge du composant électrique ou électronique et le fluide diélectrique permet de réguler la température dudit composant électrique ou électronique, notamment en captant les calories de ce dernier. Plus particulièrement, l’unité de contrôle gère le fonctionnement et la charge du composant électrique ou électronique au moyen d’une instruction principale de commande et d’une instruction secondaire de commande. L’instruction principale de commande est plus particulièrement mise en œuvre lors d’un fonctionnement normal du composant électrique ou électronique, et notamment un fonctionnement lorsque le fluide diélectrique est en quantité suffisante pour assurer pleinement sa fonction de régulation de température, tandis que l’instruction secondaire de commande est mise en œuvre par l’unité de contrôle lorsque des données envoyées par le capteur de contrôle de niveau reflètent un niveau effectif de fluide diélectrique qui inférieur à un niveau approprié à la régulation de température standard.

Ainsi, on comprend que l’unité de contrôle, par son instruction secondaire de commande, adapte le fonctionnement et la charge du composant électrique ou électronique en fonction du niveau effectif de fluide diélectrique détecté par le capteur et par rapport à un niveau de référence dudit fluide diélectrique dans le boîtier. Le niveau de référence est le niveau attendu de fluide diélectrique dans le boîtier dans des conditions normales de fonctionnement et permettant le refroidissement optimal du composant électrique ou électronique. On tire donc avantage du dispositif de régulation thermique comprenant le capteur et l’unité de contrôle en ce qu’il permet de limiter l’endommagement du composant électrique ou électronique en adaptant son fonctionnement et sa charge en fonction dudit niveau effectif de fluide diélectrique détecté par ledit capteur et ainsi de diminuer les risques de surchauffe de ce dernier, lesdits phénomènes de surchauffe ayant pour conséquences, à terme, de réduire à la fois l’efficacité et la durée de vie de ces composants électriques ou électroniques. Selon l’invention, l’instruction secondaire de commande générée par l’unité de contrôle consiste en une instruction de commande de fonctionnement à destination du composant électrique ou électronique et/ ou en une instruction de commande de charge du composant électrique ou électronique à destination du dispositif d’alimentation. On comprend donc de ce qui précède que l’instruction secondaire de commande vise à réduire ou arrêter le fonctionnement et/ou la charge du composant électrique ou électronique lorsque le niveau effectif du fluide diélectrique détecté par le capteur ne correspond pas au niveau de référence attendu pour le dispositif de régulation thermique. De la sorte on limite l’endommagement du composant électrique ou électronique en cessant ou diminuant son fonctionnement et/ ou sa charge lorsque celui-ci ne peut pas être suffisamment refroidit par le fluide diélectrique.

Selon l’invention, le boîtier comprend au moins une base délimitant un logement du boîtier dans lequel est disposé le au moins un composant électrique ou électronique, et un couvercle venant en recouvrement dudit logement, le au moins un capteur étant ménagé dans le logement du boîtier.

Selon l’invention, le au moins un capteur est disposé au contact de la base et/ou du couvercle du boîtier.

Selon une variante de l’invention, le au moins un capteur est ménagé dans le logement du boîtier de telle sorte qu’il soit à une distance non nulle de la base et du couvercle dudit boîtier.

On comprend alors que dans cette variante de l’invention, le capteur est libre de tout contact avec la base et le couvercle du boîtier.

Selon l’invention, la base du boîtier comprend au moins une paroi de fond opposée au couvercle du boîtier, l’au moins un capteur étant disposé dans le logement du boîtier de telle sorte qu’il soit à une première distance de la paroi de fond de la base, la première distance étant égale ou inférieure à un niveau de référence d’une surface du fluide diélectrique dans le boîtier.

La première distance est mesurée le long d’une droite perpendiculairement à la paroi de fond. On comprend que le capteur peut être positionné à une première distance qui est égale au niveau de référence de la surface du fluide diélectrique, afin de détecter une diminution du niveau effectif du fluide diélectrique par rapport au niveau de référence dudit fluide diélectrique. De manière alternative, le capteur peut être positionné à une première distance qui est inférieure au niveau de référence du fluide diélectrique, afin de déterminer lorsque le niveau de fluide diélectrique franchit un niveau seuil constituant un seuil minimal acceptable de fluide diélectrique dans le boîtier, nécessaire au refroidissement du composant électrique ou électronique.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, le fluide diélectrique présente une température de changement de phase telle que le fluide diélectrique reste dans une phase liquide au contact du composant électrique ou électronique, le au moins un capteur étant positionné dans le boîtier entre un sommet du composant électrique ou électronique et le couvercle du boîtier.

On comprend que dans cette configuration, le fluide diélectrique est monophasique. Ainsi, le composant électrique ou électronique est immergé dans le fluide diélectrique afin d’être constamment en contact avec ce dernier. On permet ainsi des échanges de calories adéquat entre le fluide diélectrique et le composant électrique ou électronique afin d’assurer son refroidissement.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, le fluide diélectrique présente une température de changement de phase telle que le fluide diélectrique est apte à se vaporiser au contact du composant électrique ou électronique, le au moins un capteur étant positionné dans le boîtier de telle sorte qu’il soit entre un sommet du composant électrique ou électronique et la paroi de fond de la base du boîtier.

On comprend que, dans cette variante de l’invention, le fluide diélectrique est diphasique, c’est-à-dire qu’il présente une température de changement de phase telle que le fluide est apte à se vaporiser sous l’effet de la chaleur dégagée par le fonctionnement ou la charge du composant électrique ou électronique. Ainsi, dans une telle configuration, le fluide diélectrique est projeté sur les composants électriques ou électroniques au moyen d’un circuit de fluide diélectrique qui comprend au moins un dispositif de projection pouvant notamment prendre la forme d’une buse de projection. Une fois le fluide diélectrique diphasique projeté sur le composant électrique ou électronique, celui-ci se vaporise à son contact en réaction à la chaleur dégagée par ce dernier. Dans cette configuration, les composants électriques ou électroniques ne sont pas immergés de sorte que le niveau de référence du fluide diélectrique diphasique est nécessairement inférieur au niveau de référence de fluide diélectrique lorsque celui-ci est monophasique, le fluide diélectrique étant projeté directement sur le composant électrique ou électronique. Le niveau de référence du fluide diélectrique diphasique est en deçà du sommet du composant électrique ou électronique et il en résulte que le capteur est positionné entre le sommet dudit composant électrique ou électronique et la paroi de fond de la base du boîtier.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, le au moins un capteur de contrôle du niveau effectif du fluide diélectrique dans le boîtier est un capteur optique.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, au moins deux capteurs sont positionnés dans le logement du boîtier, un premier capteur étant agencé au contact et/ ou au voisinage du couvercle et un deuxième capteur étant agencé au contact et/ ou au voisinage de la base du boîtier.

Dans une telle configuration, un des capteurs permet de déterminer le niveau effectif de fluide diélectrique en mesurant la distance entre la surface du fluide et la paroi de fond de la base, tandis que l’autre capteur détermine le niveau du fluide diélectrique en analysant la position de la surface du fluide par rapport aux parois latérales de la base.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, au moins deux capteurs sont ménagés dans le logement du boîtier, un premier capteur et un deuxième capteur étant disposés sur des parois latérales de la base en opposition l’une de l’autre.

Plus particulièrement, les deux capteurs sont disposés sur des faces du boîtier agencées en regard de l’une à l’autre et sensiblement perpendiculaires à une direction longitudinale d’avancement du véhicule automobile dans lequel est implanté le dispositif de régulation thermique. On tire avantage d’une telle caractéristique en ce qu’elle permet efficacement de différentier une modification du niveau effectif du fluide diélectrique due à l’inclinaison du véhicule ou due à une fuite du fluide diélectrique en dehors du boîtier. Dans le cas d’une fuite de fluide diélectrique, le premier capteur et le deuxième capteur constateront une baisse du niveau effectif de fluide diélectrique, tandis que dans le cas d’une inclinaison du véhicule automobile, seul l’un ou l’autre du premier capteur ou du deuxième capteur constatera une baisse du niveau effectif du fluide diélectrique.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, le premier capteur forme un moyen émetteur de signal et le deuxième capteur forme un moyen récepteur du signal émis par ledit premier capteur. Le deuxième capteur correspond alors au capteur en communication avec l’unité de contrôle du dispositif de régulation thermique.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, au moins un capteur de contrôle du niveau effectif du fluide diélectrique dans le boîtier est un capteur flottant sur la surface du fluide diélectrique présent dans le boîtier.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, le capteur de contrôle du niveau effectif du fluide diélectrique dans le boîtier est solidaire du au moins un composant électrique ou électronique.

L’invention porte également sur un procédé de régulation du fonctionnement ou de la charge d’au moins un composant électrique ou électronique compris dans un dispositif de régulation thermique selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes, le procédé de régulation comprenant au moins une première étape de détection d’un niveau effectif du fluide diélectrique dans le boîtier par le capteur et au moins une deuxième étape de contrôle du dispositif d’alimentation du composant électrique ou électronique ou de contrôle du fonctionnement du composant électrique ou électronique par l’unité de contrôle en fonction du niveau effectif de fluide diélectrique dans le boîtier détecté par le capteur.

Selon le procédé, au cours d’une étape intermédiaire, entre la première étape et la deuxième étape, l’unité de contrôle peut comparer le niveau effectif de fluide diélectrique détecté par le capteur au cours de la première étape, à un niveau de référence de fluide diélectrique dans le boîtier. Selon le procédé, au cours de la deuxième étape lorsque le niveau effectif de fluide diélectrique détecté par le capteur est inférieur au niveau de référence de fluide diélectrique dans le boîtier, l’unité de contrôle peut commander au moins une réduction de la puissance de la charge et/ou de l’alimentation, du composant électrique ou électronique, au dispositif d’alimentation.

Selon le procédé, au cours de la deuxième étape, lorsque le niveau effectif de fluide diélectrique détecté par le capteur est égal ou inférieur à un niveau seuil de fluide diélectrique dans le boîtier, l’unité de contrôle peut commander l’arrêt de la charge et de l’alimentation du composant électrique ou électronique.

Selon le procédé, au cours de la deuxième étape, l’unité de contrôle peut déterminer un temps pendant lequel le niveau effectif de fluide diélectrique détecté par le capteur est inférieur au niveau de référence de fluide diélectrique dans le boîtier.

Selon le procédé, au cours de la deuxième étape, lorsque le temps déterminé par l’unité de contrôle est inférieur à un temps seuil, l’unité de contrôle peut commander une réduction de la puissance de charge et/ou de l’alimentation du composant électrique ou électronique par le dispositif d’alimentation.

Le temps seuil correspond à une limite temporelle permettant de différentier le cas où le véhicule automobile est dans une position inclinée et le cas où le boîtier du dispositif électronique présente une fuite de fluide diélectrique. Ainsi, lorsque le temps déterminé par l’unité de contrôle est inférieur au temps seuil, l’unité de contrôle considère que le véhicule est en pente. Ainsi, le changement de niveau effectif du fluide diélectrique correspond à une inclinaison de sa surface, cette inclinaison étant alors temporaire. De la sorte, l’unité de contrôle diminue la puissance de charge ou l’alimentation du composant électrique ou électronique jusqu’au rétablissement du niveau effectif du fluide diélectrique dans le boîtier au niveau de référence.

Selon une variante du procédé, au cours de la deuxième étape, lorsque le temps déterminé par l’unité de contrôle est supérieur à un temps seuil, l’unité de contrôle commande un arrêt de la charge et de l’alimentation du composant électrique ou électronique par le dispositif d’alimentation. Dans une telle configuration, le changement du niveau effectif de fluide diélectrique correspond à une fuite du fluide diélectrique en dehors du boîtier du véhicule automobile. Ainsi il est nécessaire d’interrompre le fonctionnement ou la charge du composant électrique ou électronique jusqu’à l’application d’une mesure corrective visant à restaurer l’étanchéité du boîtier. De la sorte, on empêche la détérioration du composant électrique ou électronique par un chauffage sans refroidissement adéquat.

Selon le procédé, simultanément à l’arrêt de la charge et de l’alimentation du composant électrique ou électronique par le dispositif d’alimentation, l’unité de contrôle peut transmettre un signal à un conducteur du véhicule automobile. Ainsi, le conducteur peut appliquer l’action corrective susmentionnée.

Selon le procédé, on peut réaliser la première étape du procédé lors de la charge du composant électrique ou électronique.

Selon le procédé, lors de la première étape, le capteur de contrôle peut déterminer le niveau effectif du fluide diélectrique dans le boîtier à intervalle régulier lors du fonctionnement du composant électrique ou électronique. On assure ainsi une surveillance constante du niveau effectif du fluide diélectrique dans le boîtier.

L’invention couvre également un véhicule automobile comprenant au moins un dispositif de régulation thermique selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes, mettant en œuvre le procédé de régulation d’une charge d’au moins un composant électrique ou électronique compris dans le dispositif de régulation thermique selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes.

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 :

[Fig î] est une vue générale en perspective d’un véhicule automobile comprenant un système de stockage électrique équipé d’un dispositif de régulation thermique selon l’invention ;

[Fig 2] est une vue en coupe verticale du système de stockage électrique équipé du dispositif de régulation thermique de la figure i selon un premier exemple d’une première variante de l’invention ; [Fig 3] est une vue en coupe verticale du dispositif de régulation thermique de la figure 1 selon un deuxième exemple de la première variante de l’invention ;

[Fig 4] est une vue en coupe verticale du dispositif de régulation thermique de la figure 1 selon un troisième exemple de la première variante de l’invention ;

[Fig 5] est une vue en perspective du système de stockage électrique équipé du dispositif de régulation thermique de la figure 1 selon une deuxième variante de l’invention ;

[Fig 6] est une vue en coupe verticale du dispositif de régulation thermique de la figure 5 selon la deuxième variante de l’invention ;

[Fig 7] est un logigramme représentant les étapes d’un procédé de régulation thermique d’un composant électrique ou électronique logé dans le système de stockage électrique équipé du dispositif de régulation thermique de la figure 1.

Il faut tout d’abord noter que si les figures exposent l’invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, ces figures peuvent bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Il est également à noter que ces figures n’exposent que quelques exemples de réalisation de l’invention, et que les mêmes repères désignent les mêmes éléments dans l'ensemble des figures.

Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.

Dans la description détaillée qui va suivre, le dispositif de régulation thermique selon l’invention va être décrit en relation avec un système de stockage d’énergie électrique de véhicule automobile, mais il doit être compris qu’une telle application n’est pas limitative et qu’elle pourrait notamment être appliquée dans le contexte de l’invention à des composants électriques ou électroniques équipant d’autres systèmes électroniques, et par exemple des serveurs informatiques. Un système de stockage électrique 1, apte notamment à équiper un véhicule 500 automobile à motorisation électrique ou hybride, est illustré sur la figure 1. Un tel système de stockage électrique 1 est notamment destiné à fournir une énergie électrique au véhicule 500 automobile en vue de son déplacement. Le système de stockage électrique 1 comporte un dispositif de régulation thermique 2 configuré pour refroidir ou monter en température chaque composant électrique ou électronique 4 formant partie du système de stockage électrique 1, ces composants étant notamment susceptibles de s’échauffer lors de leur fonctionnement ou de leur charge. Plus particulièrement, ce dispositif de régulation thermique 2 comprend au moins un boîtier 6 qui est configuré pour recevoir une pluralité desdits composants électriques ou électroniques 4, prenant ici la forme d’éléments de batterie 8, et il comprend en outre un système de régulation thermique 10 apte à réguler la température de ces composants électriques ou électroniques 4 à l’intérieur de ce boîtier 6. Le dispositif de régulation thermique 2 comprend également un dispositif d’alimentation 12 des composants électriques ou électroniques 4 et au moins une unité de contrôle 14 configurée pour générer au moins une instruction principale de commande de fonctionnement et/ou de charge desdits composants électriques ou électroniques 4, l’unité de contrôle 14 étant apte à générer une instruction secondaire de commande adaptée en fonction des données acquises par au moins un capteur 16 de contrôle d’un niveau du fluide diélectrique dans le boîtier 6. Le fonctionnement de l’unité de contrôle 14 et du au moins un capteur 16 de contrôle de niveau sera détaillé plus loin dans la suite de la description détaillée.

Le boîtier 6 du dispositif de régulation thermique 2, particulièrement visible à la figure 2, comprend une pluralité de parois qui définissent à l’intérieur de ce boîtier 6 un logement 18 qui est configuré pour recevoir au moins les composants électriques ou électroniques 4 et le système de régulation thermique 10. Les parois définissant le boîtier 6 forment notamment une base 20 et un couvercle 22, chacune des parois présentant une face interne 24 tournée vers le logement 18 du boîtier 6 et une face externe 26, opposée à la face interne 24 et tournée à l’opposé dudit logement 18. La base 20 du boîtier 6 comprend une paroi de fond 28 et une pluralité de parois latérales 30. De manière plus précise, la paroi de fond 28 est de la forme d’un quadrilatère, et la pluralité de parois latérales 30 s’étendent chacune depuis un coté de la paroi de fond 28, suivant une direction verticale V du boîtier 6, perpendiculairement à la paroi de fond 28.

Le couvercle 22 présente une forme sensiblement identique à celle de la paroi de fond 28, donc ici sous la forme d’un quadrilatère, et est agencé pour recouvrir la base 20 du boîtier 6 et fermer l’ouverture entre les parois latérales 30 par laquelle les composants électriques ou électroniques 4 sont placés dans le logement 18. On comprend notamment que le couvercle 22 est disposé en surplomb de la base 20, en contact des bords libres de la pluralité de parois latérales 30, lorsque le système de stockage électrique 1 est monté sur le véhicule.

Le système de régulation thermique 10 est configuré pour que du fluide diélectrique 32 soit au contact des composants électriques ou électroniques 4 à l’intérieur du logement 18. De manière plus précise, dans la suite de la description détaillée, on va décrire une première variante dans laquelle le fluide diélectrique est monophasique en référence aux figures 2 à 4 et une deuxième variante dans laquelle le fluide diélectrique est diphasique en référence aux figures 5 et 6.

Selon la première variante de l’invention dans lequel le fluide diélectrique 32 est monophasique, le système de régulation thermique 10 consiste en l’immersion des composants électriques ou électroniques 4 dans un volume de fluide diélectrique 32 monophasique. Le fluide diélectrique 32 est dit monophasique lorsque sa température de changement de phase est plus élevée que la température qui peut être atteinte au sein du logement 18 lorsque les composants électriques ou électroniques 4 fonctionnent ou sont en charge. Ainsi on comprend que le fluide diélectrique 32 monophasique reste dans une phase liquide au contact des composants électriques ou électroniques 4.

On définit un sommet 34 de chacun des composants électriques ou électroniques 4 comme étant une partie de ces derniers la plus proche du couvercle 22 du boîtier 6. Chacun des sommets 34 de chacun des composants électriques ou électroniques 4 est à une première hauteur Hi de la paroi de fond 28 de la base 20 du boîtier 6, correspondant à la distance mesurée, le long d’une droite parallèle à la direction verticale V du dispositif de régulation thermique 2, entre chacun des sommets 34 et la paroi de fond 28. Dans l’exemple illustré, tous les composants électriques ou électroniques 4 présentent tous une même position verticale de sorte que la première hauteur Hi est la même pour chaque composant. Il convient de considérer que dans un exemple non illustré de l’invention, chacun des sommets de chacun des composants électriques ou électroniques peut être disposé à une hauteur de la paroi de fond distincte d’un composant à l’autre. On considère dès lors la première hauteur telle qu’elle a été évoquée comme la plus grande distance mesurée verticalement entre la paroi de fond et un des sommets d’un des composants électriques ou électroniques.

On définit également un premier niveau Ni du fluide diélectrique 32 monophasique dans le logement 18, correspondant au niveau de référence d’une surface S de ce fluide diélectrique suivant la direction verticale V du dispositif de régulation thermique 2. Le premier niveau Ni est mesuré entre la surface S du fluide et la paroi de fond 28 du boîtier 6, suivant une droite parallèle à la direction verticale V du dispositif de régulation thermique 2 et correspond à un niveau standard du fluide diélectrique dans le boîtier lorsque le dispositif de régulation thermique est dans des conditions normales de fonctionnement. De même, on définit un niveau seuil NS de fluide diélectrique, correspondant au niveau de ce dernier à partir duquel il n’est pas plus apte à refroidir les composants électriques ou électroniques de façon appropriée. Dit autrement, le niveau seuil NS correspond à la limite minimale de fluide diélectrique acceptable dans le boîtier, de sorte que lorsque le fluide diélectrique présente un niveau inférieur au niveau seuil, le fluide est en quantité insuffisante pour refroidir les composants électriques ou électroniques 4 de manière adéquate. Ainsi, on comprend que le niveau seuil NS est nécessairement inférieur au premier niveau Ni de référence.

Dans cette première variante de réalisation de l’invention, le premier niveau Ni de référence du fluide diélectrique 32 monophasique est supérieur ou égale à la première hauteur Hi des sommets 34 des composants électriques ou électroniques 4. Une telle caractéristique du système de régulation thermique 10 selon la première variante de l’invention permet aux composants électriques ou électroniques 4 d’être complètement immergés dans le fluide diélectrique 32 et ainsi d’assurer l’échange de calories avec celui-ci. Il convient de considérer que sans sortir du cadre de l’invention, on peut prévoir que les composants électriques ou électroniques baignent dans le fluide diélectrique monophasique sans qu’ils soient complètement immergés. Ainsi, sans sortir du contexte de l’invention, le premier niveau de référence du fluide diélectrique monophasique peut être légèrement inférieur à la première hauteur dès lors que le niveau de fluide diélectrique monophasique est toutefois suffisant pour qu’il refroidisse correctement les composants électriques ou électroniques.

Tel qu’évoqué précédemment, le dispositif de régulation thermique 2 comprend le au moins un capteur 16 du niveau du fluide diélectrique 32 dans le boîtier 6, positionné dans le logement 18 défini par le boîtier 6. On comprend donc que le capteur 16 est configuré pour déterminer un niveau effectif NE du fluide diélectrique 32 dans le boîtier 6., le niveau effectif NE correspondant à un niveau réel de fluide diélectrique dans le boîtier 6. Notamment, dans des conditions normales de fonctionnement du boîtier, le niveau effectif NE du fluide diélectrique mesuré par le capteur 16 est égale au premier niveau Ni de référence.

Le capteur 16 de niveau peut être de manière non limitative, un capteur optique ou encore un capteur de type flotteur. Un capteur 16 de niveau de type capteur optique est configuré de manière à d’une part émettre une onde lumineuse sous une certaine forme et d’autre part recevoir une onde en retour qui est déformée ou non, et le cas échéant plus ou moins déformée, en fonction de la présence de fluide diélectrique sur le trajet de l’onde lumineuse. Un capteur de type flotteur comporte un corps flottant apte à se déplacer verticalement sur une plage de hauteur définie, la position du corps flottant en deçà d’une valeur donnée dans la plage de hauteur définie signifiant que le niveau du fluide, sur la surface duquel le corps flottant est susceptible de flotter, est insuffisant. On tire avantage d’un tel capteur 16 de niveau en ce qu’il permet de surveiller le niveau effectif NE de fluide diélectrique 32 présent dans le logement 18 du boîtier 6, et qu’il permet notamment de mettre en œuvre une comparaison de ce niveau effectif avec le premier niveau Ni de référence, celui-ci étant essentiel au bon refroidissement des composants électriques ou électroniques 4. Ainsi, le capteur 16 permet de suivre une potentielle évolution de ce niveau effectif NE de fluide diélectrique 32 au sein du boîtier. De manière plus précise, le capteur 16 de niveau permet de détecter lorsque le niveau effectif NE de fluide diélectrique passe en deçà du premier niveau Ni de référence et éventuellement en deçà du niveau seuil NS de fluide diélectrique.

Selon un premier exemple de l’invention, visible à la figure 2, le capteur 16 de niveau peut être ménagé dans le logement 18 du boîtier 6 de telle sorte qu’il soit indépendant de la base 20 et du couvercle 22 de ce dernier. De manière plus précise, le capteur 16 est, dans ce mode de réalisation, à une distance non nulle de la base 20 et du couvercle 22 du boîtier 6. Dit autrement, le capteur 16 de niveau est positionné dans le logement 18 du boîtier 6, à distance des faces interne 24 de la base 20 et du couvercle 22. Selon ce premier exemple de réalisation, le capteur 16 est préférentiellement un capteur 16 flottant sur la surface du fluide diélectrique 32. Le capteur flottant peut alors être maintenu en position au sein du boîtier par un lien solidaire d’une des parois du boîtier. On permet ainsi au capteur de flotter sur la surface S du fluide diélectrique et de permettre son déplacement vertical pour suivre les variations de niveau de fluide, tout en gardant une distance sensiblement constante avec les parois du boîtier et donc en évitant que la partie flottante du capteur ne vienne au contact des composants électriques ou électroniques 4 et des parois du boîtier.

On définit une première distance Di du capteur 16, prise le long d’une droite parallèle à la direction verticale V du dispositif de régulation thermique 2 entre ledit capteur 16 et la paroi de fond 28 de la base 20 du boîtier 6. La première distance Di du capteur 16 est non nulle et peut être inférieure ou égale au premier niveau Ni de référence de la surface du fluide diélectrique 32 monophasique. Afin de déterminer les éventuelles variations du niveau effectif NE du fluide diélectrique dans le logement 18 par rapport au premier niveau Ni de référence, le capteur 16 doit être positionné dans le logement 18 de telle sorte que la première distance Di soit au maximum égale audit premier niveau de référence Ni. Selon ce premier exemple de réalisation dans lequel le capteur 16 est un capteur flottant, on comprend que la première distance Di du capteur 16 est ici égale au premier niveau Ni de référence du fluide diélectrique 32 monophasique dans des conditions normales de fonctionnement du boîtier 6 et peut varier en fonction du niveau effectif NE du fluide diélectrique dans ledit boîtier 6. On comprend également de ce qui précède que, dans cette première variante dans laquelle les composants électriques ou électroniques 4 sont immergés dans le fluide diélectrique 32 monophasique et dans laquelle le premier niveau Ni de référence est au moins égale ou supérieure à la première hauteur Hi des sommets 34 des composants électriques ou électroniques 4, le au moins un capteur 16 est positionné dans le logement 18 du boîtier 6 entre un des sommets 34 des composants électriques ou électroniques 4 et le couvercle 22 du boîtier 6. Ainsi, la première distance Di du capteur 16 est supérieure ou égale à la première hauteur Hi des sommets 34 des composants électriques ou électroniques 4 et égale au premier niveau Ni de référence de fluide diélectrique 32 monophasique dans le boîtier 6, dans des conditions normales de fonctionnement du boîtier 6.

Selon un deuxième exemple de l’invention, visible à la figure 3, le capteur 16 peut être disposé au contact de l’un ou l’autre de la base 20 ou du couvercle 22. Dans une configuration où le capteur 16 est au contact de la base 20 du boîtier 6, il est en contact de la face interne de l’une des parois latérales 30. Dans une telle configuration du capteur 16, celui-ci peut être disposé à une première distance Di inférieure au premier niveau Ni de référence du fluide diélectrique 32 dans le boîtier tout en étant supérieure ou égale à la première hauteur Hi des sommets 34 des composants électriques ou électroniques 4. Dans une telle configuration du capteur 16, on comprend que ce dernier est un capteur optique ou un capteur de type flotteur retenu ici, dans l’exemple illustré, sous le niveau de fluide par le support le long duquel il est apte à coulisser.

Selon un troisième exemple de réalisation, visible à la figure 4, le dispositif de régulation thermique 2 comprend au moins deux capteurs 16, ménagés dans le logement 18 du boîtier 6. De manière plus précise, un premier capteur 16a et un deuxième capteur 16b sont positionnés chacun contre la face interne 24 d’une des parois latérales 30 de la base 20, et en opposition l’un de l’autre. Ainsi, dans le contexte du troisième exemple de réalisation, le premier capteur 16a et le deuxième capteur 16b sont disposés sur des faces opposées l’une à l’autre lorsque l’on considère la direction longitudinale L d’avancement du véhicule automobile dans lequel est implanté le dispositif de régulation thermique selon l’invention. On tire avantage d’une telle configuration en ce qu’il permet d’estimer de manière précise les variations de niveau de fluide diélectrique 32 et notamment de différentier lorsqu’il s’agit d’une fuite de fluide diélectrique 32 en dehors du logement 18 du boîtier 6 ou d’une inclinaison de la surface S du liquide diélectrique 32 en raison d’un positionnement en pente du véhicule automobile. Dans le cas d’un positionnement en pente du véhicule automobile, la surface S du fluide diélectrique reste horizontale, tandis que la paroi de fond 28 et le couvercle 22 suivent l’inclinaison du véhicule automobile. De la sorte, le niveau effectif NE est variable d’une paroi latérale 30 à l’autre de la base du boîtier 6 en considérant la direction longitudinale d’avancement du véhicule.

En d’autres termes, dans le cas d’une fuite du fluide diélectrique 32, le premier capteur 16a et le deuxième capteur 16b détecteront tous les deux une baisse du niveau effectif NE du fluide diélectrique 32, tandis que dans le cas d’une inclinaison de véhicule automobile, seul un du premier capteur 16a ou du deuxième capteur 16b détectera une baisse du niveau effectif NE du fluide diélectrique 32. De manière complémentaire au troisième exemple de réalisation et sa variante précédemment décrite, le premier capteur 16a peut former un moyen émetteur de signal et le deuxième capteur 16b peut former un moyen récepteur du premier capteur 16a.

Il convient de noter qu’il est possible de combiner dans un même exemple de réalisation des caractéristiques précédemment décrites, et notamment la présence d’un capteur flottant et d’un capteur optique dans le même boîtier. Dans une telle combinaison, le capteur flottant peut permettre de déterminer le niveau de fluide diélectrique par rapport à sa distance avec la paroi de fond de la base, tandis que le capteur optique peut déterminer le niveau du fluide diélectrique avec la position de sa surface par rapport aux parois latérales de la base.

Selon un autre exemple de l’invention non illustré, le dispositif de régulation thermique peut également comprendre quatre capteurs de contrôle de niveau, chacun des quatre capteurs étant positionné contre la surface interne de chacune des parois latérales de la base du boîtier. De la sorte on obtient une détermination plus précise de la baisse de niveau du fluide diélectrique et notamment en ce qui concerne la différentiation entre d’une part la baisse du niveau de manière générale du fait d’une fuite du fluide diélectrique et d’autre part la baisse locale, et temporaire, du niveau due à l’inclinaison du véhicule automobile.

Toujours selon un exemple de l’invention non illustré, le capteur de contrôle du niveau du fluide diélectrique peut être solidaire d’un des composants électriques ou électroniques logé dans le boîtier.

Afin de piloter le fonctionnement et la charge des composants électriques ou électroniques 4 logés dans le dispositif de régulation thermique 2, ce dernier comprend l’unité de contrôle 14 tel que précédemment évoqué. Dans un contexte standard de fonctionnement du dispositif de régulation thermique, c’est-à-dire dans une configuration où le niveau effectif NE de fluide diélectrique mesuré par le capteur 16 est égale au premier niveau Ni de référence, permettant d’assurer un refroidissement optimal des composants électriques ou électroniques 4, l’unité de contrôle 14 génère une instruction principale de commande. L’instruction principale de commande permet notamment d’utiliser les composants électriques ou électroniques 4 au maximum de leur capacité et ainsi de dégager un maximum de chaleur sans que cela n’altère leur fonctionnement ou ne dégrade le boîtier. On comprend alors que l’instruction principale de commande consiste en une instruction destinée au dispositif d’alimentation pour que les composants électriques ou électroniques 4 soient alimentés électriquement et le cas échéant en une instruction destinée à un module de contrôle du composant électrique ou électronique lorsque le fonctionnement de ce dernier peut être modulé.

Tel que décrit ci-dessus, le au moins un capteur 16 a au moins pour fonction de déterminer le niveau effectif NE du fluide diélectrique 32 au sein du logement 18 du boîtier 6. Plus particulièrement, le capteur 16 acquiert des données en continu sur l’état du niveau effectif NE du fluide diélectrique 32 dans le logement 18 du boîtier 6 et il transmet ces données acquises à l’unité de contrôle 14 afin que celle- ci les traite et génère éventuellement une instruction secondaire de commande en fonction desdites données lorsque ces données sont représentatives d’un changement notable dans les valeurs du niveau effectif de fluide diélectrique. L’instruction secondaire de commande générée par l’unité de contrôle 14 consiste alors en une instruction de commande de fonctionnement à destination des composants électriques ou électroniques 4 et/ ou une instruction de commande de charge des composants électriques ou électroniques 4 à destination du dispositif d’alimentation 12 qui diffère de l’instruction de commande principale, en fonction des la variation de valeur des données acquises par l’au moins un capteur 16. De manière plus précise, lorsque le capteur 16 détermine que le niveau effectif NE du fluide diélectrique est inférieur au premier niveau Ni de référence, et donc que la faculté de refroidissement des composants électriques ou électroniques est diminuée, l’unité de contrôle génère une instruction secondaire de commande telle qu’évoquée précédemment qui consiste en une réduction de la charge et/ou de l’alimentation des composants électriques ou électroniques. Dans le cas ou le capteur 16 détermine que le niveau effectif NE de fluide diélectrique est inférieur au niveau seuil NS précédemment évoqué, et donc que le refroidissement des composants électriques ou électroniques est impossible à assurer dans des conditions acceptables, l’unité de contrôle génère une instruction secondaire de commande qui consiste à stopper l’alimentation et/ ou la charge des composants électriques ou électroniques.

On tire avantage d’une telle configuration de l’unité de contrôle 14 et du capteur 16 en ce qu’elle permet d’ajuster le fonctionnement ou la charge des composants électriques ou électroniques 4 en fonction de la quantité de fluide diélectrique 32 présente au sein du logement 18 du boîtier 6.

Notamment, dans le cas d’une fuite du fluide diélectrique en dehors du boîtier, l’unité de contrôle 14 peut générer une instruction secondaire de commande telle que l’on baisse l’alimentation des composants électriques ou électroniques et/ou telle que l’on arrête leur fonctionnement, cette modification de commande pouvant par exemple être mise en œuvre jusqu’à ce que le niveau effectif NE remonte jusqu’au premier niveau Ni de référence du fluide diélectrique.

Dans le cas d’une modification du niveau du fait de la position en pente du véhicule, l’unité de contrôle peut être configurée pour ne pas générer d’instruction secondaire de commande, et donc rester sur le mode de fonctionnement standard avec l’instruction de commande principale, puisque l’inclinaison du véhicule due à la pente est temporaire. Eventuellement, dans le cas où l’inclinaison du véhicule automobile persiste, par exemple lors d’un trajet en montagne, l’unité de contrôle peut générer une instruction secondaire de commande visant à réduire l’alimentation des composants électriques ou électroniques.

Dans l’un ou l’autre des cas, on comprend que l’instruction secondaire de commande permet de limiter les dommages sur les composants électriques ou électroniques lorsque le niveau effectif NE de fluide diélectrique dans le boîtier est insuffisant pour assurer le refroidissement correct des composants électriques ou électroniques.

Une deuxième variante de l’invention va maintenant être décrite en rapport avec les figures 5 et 6. Il convient alors de considérer que seules les caractéristiques distinctes de la première variante de réalisation de l’invention seront détaillées dans la suite de la description. Pour les caractéristiques communes il conviendra de se reporter aux figures 2 à 4.

Selon le deuxième variante, le système de régulation thermique 10 comporte un circuit 36 de fluide diélectrique 32 configuré pour transporter un fluide diélectrique 32 diphasique et permettre son utilisation pour refroidir les composants électriques ou électroniques 4. On entend par fluide diélectrique 32 diphasique, un fluide qui présente une température de changement de phase telle qu’il est apte à se vaporiser sous l’effet d’un dégagement de chaleur semblable à celui réalisé par les composants électriques ou électroniques logés dans le boîtier 6. Le circuit 36 de fluide diélectrique comporte au moins un dispositif de projection 38 de fluide diélectrique 32 en direction des composants électriques ou électroniques 4 dont la température doit être régulée, notamment à cause d’une montée en température lors de leur fonctionnement. Chaque dispositif de projection 38 peut notamment consister en une buse 40 de projection équipant un trou de sortie du circuit 36 de fluide diélectrique 32 et configurée pour permettre la pulvérisation du fluide diélectrique 32 sur au moins un des composants électriques ou électroniques 4. Conformément à ce qui a été décrit précédemment, le fluide diélectrique 32 est apte à capter des calories émanant des composants électriques ou électroniques 4 en fonctionnement, et dans le cas présent, sa température de changement de phase implique qu’il se vaporise sous l’effet de cet apport de calories. Le circuit 36 de fluide diélectrique 32 est ici formé par un conduit 42 tubulaire disposé en saillie de la face interne 24 des parois latérales 30, ce conduit 42 tubulaire étant équipé à intervalles réguliers de dispositifs de projection 38, permettant une répartition homogène du fluide diélectrique 32 sur les composants électriques ou électroniques, ici des éléments de batterie 8. Il convient de noter que, sans sortir du contexte de l’invention, le conduit 42 tubulaire formant le circuit 36 de fluide diélectrique 32 pourrait être réalisé dans l’épaisseur de la pluralité de parois latérales 30, et/ou dans l’épaisseur du couvercle 22 du boîtier 6, et/ou être réalisé par un flexible courant dans le logement, par exemple le long de la face interne des parois latérales ou du couvercle.

Une fois le fluide diélectrique 32 diphasique pulvérisé sur les composants électriques ou électroniques celui-ci est vaporisé sous l’effet de la chaleur dégagée par le fonctionnement des composants électriques ou électroniques 4, puis est condensé au contact des parois définissant le logement 18 du boîtier 6 et dont la température permet la condensation du fluide diélectrique 32. Par la suite, le fluide diélectrique 32 diphasique ruisselle le long des parois du boîtier 6, pour venir dans un bac de récupération 44 disposé au voisinage de la paroi de fond du boîtier 6.

Le bac de récupération 44 est pourvu d’une durite d’évacuation 46 du fluide diélectrique 32 ainsi que d’une conduite de recirculation 48. Le fluide diélectrique 32 récupéré à l’intérieur du bac de récupération 44, sous forme liquide, est alors évacué en dehors dudit bac de récupération 44 par la durite d’évacuation 46 qui est en communication avec la conduite de recirculation 48 du fluide diélectrique 32.

La conduite de recirculation 48 est équipée d’une pompe 50 pour aspirer le fluide diélectrique 32 hors du bac de récupération 44 et le diriger vers une arrivée 52 de fluide diélectrique 32 reliée au conduit 42 tubulaire.

On comprend ainsi que le fluide diélectrique 32 parcourt une boucle de circulation comprenant le bac de récupération 44 du fluide diélectrique 32 diphasique à l’état liquide, la conduite de recirculation 48 du fluide diélectrique 32 équipée de la pompe 50, le circuit 36 de fluide diélectrique 32 et les buses 40 de projection aspergeant les composants électriques ou électroniques 4 du fluide diélectrique 32.

Dans cette deuxième variante de réalisation de l’invention, le fluide diélectrique étant susceptible de prendre deux formes différentes, liquide et gazeuse, on se concentre sur le contrôle de niveau du fluide diélectrique sous sa forme liquide, et donc sur le niveau effectif NE de fluide diélectrique dans le bac de récupération 44. On définit alors un deuxième niveau N2 de référence du fluide diélectrique diphasique comme étant le niveau de fluide diélectrique optimal pour le refroidissement adéquat des composants électriques ou électroniques. Le deuxième niveau N2 de référence peut alors être choisi en fonction de la quantité de fluide diélectrique sous forme liquide qui se dépose dans le fond du boîtier en fonctionnement normal. La face inférieure 54 des composants électriques ou électroniques 4 est disposée en regard de la paroi de fond 28, en formant la partie de ces derniers qui est la plus proche de la paroi de fond 28 de la base 20 du boîtier 6. On définit alors une deuxième hauteur H2 correspondant à la distance prise le long d’une droite parallèle à la direction verticale V du dispositif de régulation thermique 2, entre la face inférieure 54 des composants électriques ou électroniques 4 et la paroi de fond 28 de la base 20. Dans cette deuxième variante de l’invention, un deuxième niveau N2 de référence du fluide diélectrique 32 diphasique, mesuré le long d’une droite parallèle à la direction verticale V dispositif de régulation thermique 2 peut notamment être choisi pour être inférieur ou égal à la deuxième hauteur H2 des faces inférieures 54 des composants électriques ou électroniques 4, ledit fluide diélectrique 32 se vaporisant au contact desdits composants.

Selon la deuxième variante de l’invention, dans lequel le fluide diélectrique 32 est diphasique, le au moins un capteur 16 est positionné dans le boîtier 6 de telle sorte qu’il soit entre la face inférieure 54 du composant électrique ou électronique 4 et la paroi de fond 28 de la base 20 du boîtier 6. De manière plus précise, le capteur 16 peut être avantageusement disposé dans le logement de telle sorte que la première distance Di qui lui est associée soit inférieure ou égale au deuxième niveau N2 de référence du fluide diélectrique afin de pouvoir comparer le niveau effectif NE de fluide diélectrique à ce deuxième niveau N2 de référence, et inférieure ou égale à la deuxième hauteur H2 des composants électriques ou électroniques pour que le capteur soit agencé dans une zone où le fluide diélectrique est sous forme liquide. En ce qui concerne le fluide diélectrique 32, on comprend de ce qui précède que celui-ci est choisi en fonction de son point de changement de phase. A titre d’exemple, le fluide choisi ici doit présenter une température d’évaporation à pression atmosphérique supérieure à 32, 33 ou 34 degrés Celsius et une température de condensation inférieure à 31, 30 ou 29 degrés Celsius.

Un procédé de régulation du fonctionnement ou de la charge d’au moins un composant électrique ou électronique 4 compris dans le dispositif de régulation thermique 2 précédemment évoqué va maintenant être décrit en rapport avec la figure 6 montrant un logigramme des différentes étapes du procédé.

Le procédé comprend au moins une première étape 100 de détection du niveau effectif du fluide diélectrique dans le boîtier au moyen du capteur. La première étape 100 du procédé est mise en œuvre de façon continue lors de la charge ou lors du fonctionnement d’au moins un composant électrique ou électronique. Cette détection du niveau du fluide diélectrique au sein du logement du boîtier s’effectue notamment à intervalles réguliers lors de la charge ou du fonctionnement du composant électrique ou électronique.

Par la suite, au cours d’une étape intermédiaire 150 ultérieure à la première étape 100, l’unité de contrôle compare le niveau effectif de fluide diélectrique détecté par le capteur au cours de la première étape au premier niveau de référence, ou au deuxième niveau de référence, de fluide diélectrique dans le boîtier. De manière plus précise, lorsque le fluide diélectrique utilisé est monophasique, on compare le niveau effectif de fluide diélectrique avec le premier niveau de référence et lorsque le fluide diélectrique utilisé est diphasique on compare le niveau effectif de fluide diélectrique avec le deuxième niveau de référence tels qu’ils ont pu être présenté précédemment.

A la suite de l’étape intermédiaire, le procédé comprend au moins une deuxième étape 200 de contrôle de l’alimentation et/ou du fonctionnement du composant électrique ou électronique en fonction de la comparaison du niveau effectif de fluide diélectrique avec le premier niveau de référence ou le deuxième niveau de référence, tel que précédemment évoqué lors de l’étape intermédiaire 150.

De manière plus précise, toujours lors de la deuxième étape 200, dans une première configuration 210, lorsque le niveau effectif de fluide diélectrique détecté par le capteur est au moins égal au premier niveau de référence ou deuxième niveau de référence de fluide diélectrique respectivement monophasique ou diphasique, le fonctionnement et/ou la charge du composant électrique ou électronique sont inchangés par l’unité de contrôle, cette dernière ne modifiant pas l’instruction principale de commande.

Dans une deuxième configuration 220, lors de la deuxième étape 200, lorsque le niveau effectif de fluide diélectrique détecté par le capteur est inférieur au premier niveau de référence ou deuxième niveau de référence de fluide diélectrique dans le boîtier, l’unité de contrôle peut générer une instruction secondaire de commande dans laquelle elle commande au moins une réduction de la puissance de la charge et/ou de l’alimentation du composant électrique ou électronique au dispositif d’alimentation.

Il convient de considérer que dans la suite, on considère que le dispositif de régulation thermique est configuré selon le quatrième exemple de la première variante, c’est-à-dire avec un premier capteur et un deuxième capteur opposés l’un à l’autre sur des parois latérales de la base du boîtier, et donc susceptible de détecter aussi bien des baisses de niveau dues à une fuite qu’à une pente sans qu’il soit nécessaire de prévoir une vérification de la durée pendant laquelle cette baisse de niveau apparaît pour différentier les deux cas. Dans ce contexte, une première option 221 de la deuxième configuration 220 consiste en le cas où les capteurs de niveau détectent une inclinaison du véhicule automobile. L’unité de contrôle ne génère alors pas d’instruction secondaire de commande. De manière alternative, si l’unité de contrôle identifie que l’inclinaison du véhicule automobile persiste, notamment du fait d’une circulation sur une route de montagne par exemple, l’unité de contrôle peut générer une instruction secondaire de commande qui vise à réduire temporairement l’alimentation des composants électriques ou électroniques.

Une deuxième option 222 de la deuxième configuration 220 consiste en les cas où les capteurs de niveau détectent une fuite de fluide diélectrique en dehors du boîtier. L’unité de contrôle génère alors une instruction secondaire de commande qui consiste en la réduction de l’alimentation des composants électriques ou électronique ou encore l’arrêt du fonctionnement ou de la charge de ces derniers par exemple si le niveau effectif passe en dessous du niveau seuil de fluide diélectrique. Simultanément à l’instruction secondaire de commande de l’arrêt de la charge et du fonctionnement du composant électrique ou électronique, l’unité de commande transmet un signal 300 au conducteur du véhicule automobile afin que celui puisse exercer une action corrective sur le dispositif de régulation thermique, et par exemple s’arrêter dans un garage pour faire remettre à niveau le niveau de fluide diélectrique, le cas échéant via une intervention visant à remédier à la fuite.

A la suite de la deuxième configuration 220 du procédé, à une étape finale 400 une fois le niveau effectif du fluide diélectrique rétabli à une valeur au moins égale au premier niveau de référence ou deuxième niveau de référence, l’unité de contrôle génère la réactivation du fonctionnement et/ ou de la charge du composant électrique ou électronique. Le procédé de contrôle du niveau de fluide diélectrique, et donc le procédé de régulation du fonctionnement ou de la charge d’au moins un composant électrique ou électronique, reprend alors de façon cyclique à son étape d’origine.

Selon une variante de la deuxième configuration du procédé, non illustré, on définit une valeur de temps seuil correspondant à une limite temporelle pour différentier le cas où le véhicule automobile qui porte le dispositif de régulation thermique est en pente et le cas où le boîtier présente une fuite de fluide diélectrique. Dans cette variante, l’unité de contrôle est apte à mesurer une valeur de temps effectif durant lequel le niveau effectif de fluide diélectrique est inférieur au premier niveau de référence ou deuxième niveau de référence.

Ainsi, selon un premier cas de cette variante de la deuxième configuration, lorsque la valeur de temps effectif mesurée par l’unité de contrôle est inférieure à la valeur de temps seuil, l’unité de contrôle peut commander une réduction de la puissance de charge et/ou de l’alimentation du composant électrique ou électronique par le dispositif d’alimentation. En effet, lorsque la valeur de temps effectif est inférieure à la valeur de temps seuil, l’unité de contrôle considère que le véhicule est dans une position inclinée, provoquant ainsi une variation du niveau du fluide diélectrique temporaire, et nécessitant de ce fait uniquement une réduction temporaire de la charge et/ou de l’alimentation du composant électrique ou électronique. Selon un deuxième cas de cette variante de la deuxième configuration, lorsque la valeur de temps effectif mesurée par l’unité de contrôle est supérieure à la valeur de temps seuil, l’unité de contrôle peut générer une instruction secondaire de commande qui commande un arrêt de la charge et de l’alimentation du composant électrique ou électronique par le dispositif d’alimentation. En effet, lorsque la valeur de temps effectif est supérieure à la valeur de temp seuil, l’unité de contrôle considère qu’une fuite est présente dans le boîtier est arrête alors le fonctionnement et la charge des composants électriques ou électroniques afin de limiter leur endommagement en l’absence de système de refroidissement. Le procédé de régulation thermique du fonctionnement et/ ou de la charge des composants électriques ou électroniques tel qu’il vient d’être décrit permet avantageusement de modifier en temps réel le fonctionnement et/ou la charge desdits composants électriques ou électroniques en fonction du niveau de fluide diélectrique dans le boîtier. De la sorte, on limite les dommages causés par une insuffisance de refroidissement des composants électriques ou électroniques par le système de refroidissement dans des situations particulières tel que l’inclinaison du véhicule automobile ou encore la fuite de fluide diélectrique en dehors du boîtier du dispositif de régulation thermique.

L'invention telle qu’elle vient d’être décrite permet donc, par des moyens simples, d'augmenter la durabilité des composants électriques ou électroniques tout en optimisant leur refroidissement par le système de refroidissement. L’invention, telle qu’elle vient d’être décrite, ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations exclusivement décrits et illustrés, et s’applique également à tous moyens ou configurations, équivalents et à toute combinaison de tels moyens ou configurations.