Le domaine de la présente invention concerne la régulation thermique d’un dispositif de stockage électrique, et plus particulièrement, la présente invention se rapporte à la régulation thermique d’un dispositif de stockage électrique destiné aux véhicules automobiles électriques ou hybrides.

Les véhicules électriques et hybrides sont couramment équipés d’un dispositif de stockage électrique. Un tel dispositif de stockage électrique est constitué d'un assemblage de modules électriques, eux-mêmes constitués d'un assemblage de cellules électrochimiques .

Pour assurer l’autonomie, la performance et la fiabilité d’un tel dispositif de stockage électrique, il convient de réguler thermiquement le dispositif de stockage électrique. Une gestion thermique du dispositif de stockage électrique vise à maintenir la température des modules électriques qui le compose, à une température comprise approximativement entre 20°C et 40°C. En effet, lorsque la température d’un module électrique est trop basse, la capacité de ses cellules électrochimiques diminue et lorsque la température d’un module électrique est trop élevée la durée de vie de ses cellules électrochimiques est dégradée. Pour assurer cette gestion thermique, il est connu d'utiliser un dispositif de gestion thermique comprenant au moins une plaque d’échange de chaleur positionnée directement au contact d’un module électrique du dispositif de stockage électrique et parcourue par un fluide caloporteur.

Afin que le fluide caloporteur circule, la ou les plaques d’échange de chaleur sont traversées par un circuit d'échange thermique formé par exemple par des conduits ménagés dans la ou les plaques d'échange thermique elles-mêmes. Ce circuit d'échange thermique comporte généralement des canaux de circulation dont les extrémités sont débouchantes sur les tranches des plaques d'échange thermique. Ces extrémités débouchantes sont obstruées par des bouchons afin de fermer le circuit d’échange thermique. Ces bouchons sont généralement collés, brasés ou bien soudés à la plaque d’échange de chaleur.

Cette fixation des bouchons telle que décrite ci-dessus impose des moyens de mise en œuvre importants et n’est pas la plus aisée. En effet, une fixation par collage nécessite une préparation de la surface ce qui augmente le temps de fabrication et donc les coûts de production. Une fixation par brasage ou soudage nécessite quand à elle des moyens de chauffe importants qui sont énergivores et donc également coûteux.

Un des buts de la présente invention est de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l’art antérieur et de proposer un dispositif de gestion thermique amélioré notamment au niveau de la fixation des bouchons obstruant les extrémités débouchantes des canaux de circulation.

La présente invention concerne donc un dispositif de gestion thermique d’un dispositif de stockage électrique pour véhicule automobile, ledit dispositif de gestion thermique comportant au moins une plaque d’échange thermique à l’intérieur de laquelle est ménagé un circuit d'échange thermique au sein duquel est destiné à circuler un fluide caloporteur, la plaque d’échange thermique comportant un canal de circulation dont au moins une des extrémités est débouchante sur une des tranches de ladite plaque d’échange thermique, ladite extrémité débouchante étant obstruée par un bouchon serti sur la tranche de la plaque d’échange thermique, ladite tranche comportant au niveau de l’extrémité débouchante du canal de circulation un renfoncement à l’intérieur duquel est inséré le bouchon, le bouchon comportant une partie supérieure recouvrant l’extrémité débouchante et étant d’une hauteur inférieure à la profondeur dudit renfoncement, le renfoncement comportant sur ses rebords au moins deux portions écrasées et repoussées vers l’intérieur dudit renfoncement au moins localement de sorte à recouvrir au moins partiellement des bords de la partie supérieure du bouchon. Le fait de sertir le bouchon sur la plaque d’échange thermique permet d’assurer l’étanchéité des canaux de circulation sans avoir recours à des moyens lourds et énergivores tels qu’un brasage.

Selon un aspect de l’invention, le renfoncement est réalisé sur l’intégralité de l’épaisseur de la tranche.

Selon un autre aspect de l’invention, les rebords du renfoncement sont écrasés et repoussés vers l’intérieur du renfoncement sur toute l’épaisseur de la tranche.

Selon un autre aspect de l’invention, les rebords du renfoncement sont écrasés et repoussés vers l’intérieur du renfoncement sur une partie de l’épaisseur de la tranche.

Selon un autre aspect de l’invention, le bouchon comporte un joint d’étanchéité disposé entre sa partie supérieure et le fond du renfoncement.

Selon un autre aspect de l’invention, l’extrémité débouchante du canal de circulation forme une ouverture et en ce que le bouchon comporte un tenon disposé perpendiculairement à sa partie supérieure, ledit tenon venant s’insérer à l’intérieur de ladite ouverture.

Selon un autre aspect de l’invention, l’ouverture et le canal de circulation sont de section oblongue, ladite ouverture étant plus longue que ledit canal de circulation de sorte à former deux épaulements au fond de ladite ouverture, le tenon du bouchon venant en regard desdits épaulements.

Selon un autre aspect de l’invention, le bouchon comporte un joint d’étanchéité entourant le tenon et venant au contact de la paroi intérieure de l’ouverture. Selon un autre aspect de l’invention, le joint d’étanchéité disposé entre la partie supérieure du bouchon et le fond du renfoncement vient de matière avec le joint d’étanchéité entourant le tenon.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :

• la figure 1 montre une représentation schématique en perspective d’un dispositif de gestion thermique selon un premier mode de réalisation,

• la figure 2 montre une représentation schématique en perspective d’un dispositif de gestion thermique selon un deuxième mode de réalisation,

• la figure 3 montre une représentation schématique en perspective d’un dispositif de gestion thermique selon un troisième mode de réalisation,

• la figure 4 montre une représentation schématique en perspective de la fixation d’un bouchon selon un premier mode de réalisation,

• la figure 5 montre une représentation schématique en perspective de la fixation d’un bouchon selon un deuxième mode de réalisation,

• la figure 6 montre une représentation schématique en perspective de la tranche d’une plaque d’échange thermique,

• la figure 7 montre une représentation schématique en perspective d’un bouchon.

Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations. Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tel ou tel critère.

La figure 1 montre un dispositif de gestion thermique 1 d’un dispositif de stockage électrique pour véhicule automobile. Ce dispositif de gestion thermique 1 comportant au moins une plaque d’échange thermique et de raccord 10A à l’intérieur de laquelle est ménagé un circuit d'échange thermique au sein duquel est destiné à circuler un fluide caloporteur. Cette plaque d’échange thermique et de raccord 10A comprend une première 101A et une deuxième 102A paroi plane parallèles l’une à l’autre. Une de ses première 101 A et deuxième 102A parois comporte également au moins un embout de raccordement 20, 20’ au circuit d'échange thermique. Cet embout de raccordement 20, 20’ est serti dans cette première 101A ou deuxième 102A parois et en fait saillie.

Le dispositif de gestion thermique 1 peut être simple, comme illustré sur la figure 1, et ne comporter qu’une plaque d’échange thermique et de raccord 10A sur laquelle est destiné à venir en contact un ou plusieurs dispositifs de stockage électrique au niveau d’une de ses première 101 A ou deuxième 102A parois. Le circuit d'échange thermique peut alors se limiter à un canal de circulation 16A réalisé dans l’épaisseur de la plaque d’échange thermique et de raccord 10A. Ce canal de circulation 16A s’étend parallèlement aux première 101A et deuxième parois 102A.

La plaque d’échange thermique et de raccord 10A peut être réalisée en une seule pièce. Le canal de circulation 16A peut être réalisé par usinage dans l’épaisseur de la plaque d’échange thermique et de raccord 10A ou alors la plaque d’échange thermique et de raccord 10A peut être extrudée. Le canal de circulation 16A comporte ainsi au moins une extrémité débouchante 60A au niveau de la tranche de la plaque d’échange thermique et de raccord 10A. Sur la figure 1, le canal de circulation 16A comporte deux extrémités débouchantes 60A au niveau de deux tranches opposées. Ces extrémités débouchantes 60A sont plus particulièrement bouchées, par exemple par un bouchon 70 (visible sur les figures 4 et 5).

Le dispositif de gestion thermique 1 peut être plus complexe comme illustré sur les figures 2 et 3, et comporter plusieurs plaques d'échange thermique 10A, 10B, 10C. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 2 et 3, le dispositif de gestion thermique 1 comporte une première plaque d'échange thermique 10C s’étendant dans un premier plan, une deuxième plaque d'échange thermique 10B s’étendant dans un deuxième plan sécant du premier plan et accolée sur une des tranches 103C de la première plaque d'échange thermique 10C et une plaque d’échange thermique et de raccord 10A s’étant dans un troisième plan parallèle au premier plan et accolée à une tranche 103B de la deuxième plaque d'échange thermique 10B.

Le circuit d'échange thermique comporte ainsi un conduit de circulation 16C ménagé dans la première plaque d'échange thermique 10C et s’étendant dans le même plan que ladite première plaque d'échange thermique 10C. Ce conduit de circulation 16C comporte une entrée et une sortie de fluide caloporteur sur la tranche 103C sur laquelle est accolée la deuxième plaque d'échange thermique 10B. Ce conduit de circulation 16C peut notamment comprendre un canal de circulation dit principal 165C et deux canaux secondaires 166C.

Le canal principal 165C peut être usiné dans l’épaisseur de la première plaque d'échange thermique 10C ou alors le canal principal 165C peut être formé en même temps que la première plaque 10C si celle-ci est extrudée. Les canaux secondaires 166C peuvent quant à eux être usinés dans l’épaisseur de la première plaque d'échange thermique 10C. Le canal principal 165A comporte ainsi au moins une extrémité 60C débouchante au niveau d’une tranche de la première plaque d'échange thermique 10C. Sur les figures 2 et 3, le canal principal 165C comporte deux extrémités débouchantes 60C au niveau de deux tranches opposées. Ces extrémités débouchantes 60C sont plus particulièrement bouchées, par exemple par un bouchon 70 (visible sur les figures 4 et 5). Les canaux secondaires 166C quant à eux connectent fluidiquement le canal principal 165 à la tranche 103C de la première plaque d'échange thermique 10C qui permet la connexion fluidique avec la deuxième plaque d'échange thermique 10B.

La deuxième plaque d'échange thermique 10B comporte quant à elle un conduit d’alimentation 161B et un conduit d’évacuation 162B s’étendant tout deux dans le même plan que ladite deuxième plaque d'échange thermique 10B. Le conduit d’alimentation 161B comporte une entrée de fluide caloporteur sur la tranche 103B de la deuxième plaque d'échange thermique 10B accolée à la plaque d’échange thermique et de raccord 10A et une sortie de fluide caloporteur au niveau de l’entrée de fluide caloporteur du conduit de circulation 16C de la première plaque d’échange thermique 10C. Le conduit d’évacuation 162B comporte quant à lui une sortie de fluide caloporteur sur la tranche 103B de la deuxième plaque d'échange thermique 10B accolée à la plaque d’échange thermique et de raccord 10A et une entrée de fluide caloporteur au niveau de la sortie de fluide caloporteur du conduit de circulation 16C de la première plaque d’échange thermique 10C. Le conduit d’évacuation 161B et le conduit d’évacuation l62b peuvent être distinct l’un de l’autre ou alors formés à partir d’un même canal de circulation dit principal 165B séparé en deux par une cloison 17B, comme illustré sur les figures 2 et 3.

Dans l’exemple des figures 2 et 3, la deuxième plaque d'échange thermique 10B comporte un canal de circulation dit principal 165B. Ce canal principal 165B peut être usiné dans l’épaisseur de la deuxième plaque d'échange thermique 10B ou alors le canal principal 165B peut être formé en même temps que la deuxième plaque d'échange thermique 10B si celle-ci est extrudée. Le canal principal 165B comporte ainsi au moins une extrémité 60B débouchante au niveau d’une tranche de la deuxième plaque d'échange thermique 10B. Sur les figures 2 et 3, le canal principal 165B comporte deux extrémités débouchantes 60C au niveau de deux tranches opposées. Ces extrémités débouchantes 60B sont plus particulièrement bouchées, par exemple par un bouchon 70 (visible sur les figures 4 et 5).

La deuxième plaque d'échange thermique 10B comporte également une cloison 17B séparant le canal principal 165B en deux portions distinctes et étanches l’une par rapport à l’autre. La deuxième plaque d'échange thermique 10B comporte également deux chambres 18B également usinées et qui permettent la liaison fluidique entre les canaux secondaires 166C de la première plaque d’échange thermique 10C et le canal principal 165B de la deuxième plaque d'échange thermique 10B. Ces chambres 18B sont usinées sur la face opposée de la deuxième plaque d'échange thermique 10B opposée à celle accolée à la première plaque d’échange 10B et sont recouvertes par un bouchon 70 (visible sur les figures 4 et 5).

La deuxième plaque d'échange thermique 10B comporte également deux canaux secondaires 166B qui connectent fluidiquement le canal principal 165B à la tranche 103B de la deuxième plaque d'échange thermique 10B. Cela permet la connexion fluidique avec la plaque d’échange thermique et de raccord 10A. Le conduit d’alimentation 161B est ainsi composé d’un canal secondaire 166B relié à une portion du canal principal 165B et à une chambre 18B. Le conduit d’évacuation 162B est quant à lui composé d’un autre canal secondaire 166B relié à l’autre portion du canal principal 165B et à une autre chambre 18B.

La plaque d’échange thermique et de raccord 10A comporte quant à elle deux embouts de raccordement 20, 20’. Un premier embout de raccordement 20 est relié à l’entrée de fluide caloporteur du conduit d’alimentation 161B et un deuxième embout de raccordement 20’ est relié à la sortie de fluide caloporteur de la conduite d’évacuation 162B.

Selon un premier mode de réalisation illustré à la figure 2, la plaque d’échange thermique et de raccord 10A comporte deux canaux de circulation 16A, 16A’. Un premier canal de circulation 16A permet la liaison fluidique entre le premier embout de raccordement 20 et le conduit d’alimentation 161B. Un deuxième canal de circulation 16A’ permet la liaison fluidique entre le deuxième embout de raccordement 20’ et le conduit d’évacuation 162B. Ces canaux de circulation 16 A, 16 A’ peuvent également être usinés directement dans l’épaisseur de la plaque d’échange thermique et de raccord 10A ou alors être réalisés en même temps que la plaque d’échange thermique et de raccord 10A si celle-ci est extrudée. Les embouts de raccordement 20, 20’ peuvent ainsi être disposé à n’importe quelle place sur n’importe quelle paroi 101A, 101B de la plaque d’échange thermique et de raccord 10A.

Selon un deuxième mode de réalisation illustré à la figure 3, les embouts de raccordement 20, 20’ sont disposés à l’aplomb direct de l’entrée de fluide caloporteur du conduit d’alimentation 161B et de la sortie de fluide caloporteur du conduit d’évacuation 162B.

Dans les modes de réalisation des figures 2 et 3, des dispositifs de stockage électrique peuvent être placés sur la première plaque d’échange thermique 10C ainsi que sur la plaque d’échange thermique et de raccord 10A, avec un de leurs côtés en contact avec la deuxième plaque d’échange thermique 10B.

Les différentes plaques d’échange thermique 10A, 10B et 10C peuvent être fixées les unes aux autres par des vis (non représentées). Des joints peuvent notamment être placés au niveau des connexions fluidiques entres les différents conduits et canaux des plaques d’échange thermique 10A, 10B et 10C pour éviter toutes fuites.

Les figures 4 à 7 montrent plus en détail la fermeture d’une extrémité débouchante 60A, 60B, 60C d’un canal de circulation 16A, 16A’, 165B, 165C par un bouchon 70. Le bouchon 70 est plus particulièrement serti sur la tranche de la plaque d’échange thermique 10A, 10B, 10C.

Comme illustré sur la figure 4, la tranche de la plaque d’échange thermique 10A, 10B, 10C comporte au niveau de l’extrémité débouchante 60A, 60B, 60C du canal de circulation 16A, 16A’, 165B, 165C un renfoncement 61. De préférence, ce renfoncement 61 est réalisé sur l’intégralité de l’épaisseur de la tranche.

Le bouchon 70 est inséré à l’intérieur de ce renfoncement 61. Le bouchon 70 comporte une partie supérieure 71 recouvrant l’extrémité débouchante 60A, 60B, 60C. Cette partie supérieure 71 est d’une hauteur inférieure à la profondeur du renfoncement 61. Le renfoncement 61 comporte quant à lui sur ses rebords 610 au moins deux portions écrasés 62 et repoussées vers l’intérieur dudit renfoncement 61 au moins localement de sorte à recouvrir au moins partiellement les bords de la partie supérieure 71 du bouchon 70. Sur les figures 4 et 5, un seul rebord 610 et une seule portion écrasé 62 sont représentés. Un deuxième rebord 610 avec une deuxième portion écrasée 62 sont présents de l’autre côté du renfoncement 61 afin de maintenir le bouchon 70.

Le fait de sertir le bouchon 70 sur la plaque d’échange thermique 10A, 10B, 10C permet d’assurer l’étanchéité des canaux de circulation 16A, 16A’, 165B, 165C sans avoir recours à des moyens lourds et énergivores tels qu’un brasage.

Selon un premier mode de réalisation illustré à la figure 4, les rebords 610 sont écrasés et repoussés vers l’intérieur du renfoncement 61 sur toute l’épaisseur de la tranche de la plaque d’échange thermique 10A, 10B, 10C. Cette fixation par sertissage du bouchon 70 sur toute l’épaisseur de la tranche de la plaque d’échange thermique 10A, 10B, 10C permet de résister à des pressions de l’ordre de 10 bars ce qui est bien supérieur à la pression moyenne que subit cette pièce en utilisation. De plus, des défaillances n’apparaissent qu’ au-delà de 200000 cycles pour des pressions cyclées de 0,2 à 7 bars ce qui est également bien supérieur aux préconisations dans le domaine.

Selon un deuxième mode de réalisation illustré à la figure 5, les rebords 610 sont écrasés et repoussés vers l’intérieur du renfoncement 61 sur une partie de l’épaisseur de la tranche de la plaque d’échange thermique 10A, 10B, 10C. Cette fixation par sertissage du bouchon 70 sur une partie de l’épaisseur de la tranche de la plaque d’échange thermique 10A, 10B, 10C permet d’obtenir des performances similaires à celle décrites ci-dessus.

Afin d’assurer une bonne étanchéité, le bouchon 70 peut comporter un joint d’étanchéité 81 disposé entre sa partie supérieure 71 et le fond du renfoncement 61. Lors du sertissage, ce joint d’étanchéité 81 est comprimé pour une bonne étanchéité. Comme illustré à la figure 6, l’extrémité débouchante 60A, 60B, 60C du canal de circulation 16A, 16A’, 165B, 165C peut former une ouverture 63. Le bouchon 70 quant à lui peut comporter comporte un tenon 72 disposé perpendiculairement à sa partie supérieure 71, comme illustré sur la figure 7. Ce tenon 72 vient notamment s’insérer à l’intérieur de l’ouverture 63.

L’ouverture 63 et le canal de circulation 16A, 16A’, 165B, 165C peuvent plus particulièrement être de section oblongue. L’ouverture 63 peut alors être plus longue que le canal de circulation 16A, 16A’, 165B, 165C de sorte à former deux épaulements 64 au fond de l’ouverture 63. Le tenon 72 du bouchon 70 vient alors se positionner en regard des épaulements 64 lorsque le bouchon 70 est en place. Plus précisément, ce sont les extrémités du tenon 72 qui viennent se positionner chacune en regard d’un épaulement 64.

Afin d’assurer l’étanchéité, le bouchon 70 peut également comporter un joint d’étanchéité 82 entourant le tenon 72. Ce joint d’étanchéité 82 entourant le tenon 72 vient au contact de la paroi intérieure de l’ouverture 63 lorsque le bouchon 70 est en place.

De préférence, le joint d’étanchéité 81 disposé entre la partie supérieure 71 du bouchon 70 et le fond du renfoncement 61 vient de matière avec le joint d’étanchéité 82 entourant le tenon 72. Cela permet de n’avoir qu’un seul joint d’étanchéité 81, 82 facile à mettre en place sur le bouchon 70.

Ainsi, on voit bien que la fixation d’un bouchon 70 par sertissage au niveau des canaux de circulation 16A, 16A’, 165B, 165C permet une fixation simple, rapide et peu coûteuse.