Titre de l'invention : Dispositif de distribution de liquide caloporteur

[0001] La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs de régulation thermique de batterie et plus particulièrement au domaine des dispositifs de distribution de liquide caloporteur pour la régulation thermique de cellules de batterie.

[0002] Le refroidissement de batteries fait classiquement intervenir des plaques de refroidissement positionnées en contact contre la surface des batteries destinées à être refroidies. Chacune de ces plaques de refroidissement présente une structure creuse à l’intérieur de laquelle un fluide caloporteur est mis en circulation. Le contact d’une plaque de refroidissement contre la surface d’une batterie permet d’optimiser les échanges thermiques entre les deux surfaces. Le fluide caloporteur en déplacement à l’intérieur d’une plaque de refroidissement permet alors une extraction de la chaleur transférée depuis une batterie vers la plaque de refroidissement. La circulation de fluide caloporteur permet ainsi d’opérer un maintien optimisé des échanges thermiques entre une batterie et la plaque de refroidissement avec une extraction continue de la chaleur.

[0003] A l’intérieur des plaques de refroidissement, le fluide caloporteur opère un déplacement entre deux orifices, d’entrée et de sortie, disposés au niveau d’au moins une extrémité des plaques. Le fluide caloporteur se trouve réparti entre différentes plaques de refroidissement disposées parallèlement entre elles par des conduits de distribution qui, d’une part, alimentent les orifices d’entrée de chacune des plaques de refroidissement et, d’autre part, récupèrent le fluide caloporteur au niveau des orifices de sortie de ces plaques. Ces conduits de distribution, d’alimentation et d’extraction, présentent classiquement une structure rectiligne de section sensiblement circulaire, qui comprend une pluralité d’orifices dont les formes respectives sont complémentaires de celle des orifices, d’entrée et de sortie, portés par chacune des plaques à au moins une de ses extrémités. Les conduits de distribution sont ainsi soudés à chacune des plaques au niveau de la périphérie de chacun des orifices, d’entrée et de sortie. Toutefois, une telle méthode d’assemblage du conduit de distribution avec les plaques de refroidissement, si elle présente une efficacité notoire en matière d’étanchéité, fait également rencontrer des difficultés à un utilisateur qui souhaite intervenir au niveau de cette jonction, notamment dans le cadre d’une opération de maintenance. En effet, de par sa position spécifique entre les deux éléments réunis que sont un orifice du conduit de distribution et un orifice de la plaque de refroidissement, la soudure présente un défaut d’accessibilité qui complique la séparation de ces deux éléments. Par ailleurs, une soudure impose un détachement de ces éléments avec une rupture de la jonction et/ou avec une cassure du conduit de distribution. Aussi, lorsqu’un utilisateur se doit d’effectuer le remplacement d’un conduit rompu en raison d’une soudure, un tel assemblage par soudure n’autorise pas une séparation rapide et facilitée. En conséquence, l’utilisateur est contraint à retirer l’intégralité de l’élément rompu pour le substituer par un nouvel élément, quand bien même cette rupture du conduit serait ponctuelle et très localisée.

[0004] La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant une solution d’assemblage du conduit de distribution d’avec la plaque de refroidissement qui permette d’opérer une installation et une séparation facilitée tout en garantissant une étanchéité de la jonction entre ces deux éléments sans risque d’altération du conduit de distribution.

[0005] L’invention a ainsi pour objet un dispositif de distribution de liquide caloporteur au niveau d’orifices de circulation de plaques de refroidissement, caractérisé en ce que le dispositif comprend au moins :

- un conduit du liquide caloporteur comprenant au moins :

- un orifice de distribution configuré pour être positionné en vis-à-vis d’au moins un orifice de circulation d’une plaque de refroidissement,

- une surface d’appui configurée pour être de forme complémentaire à la portion de la surface de la plaque de refroidissement qui porte au moins un orifice de circulation, cette surface d’appui entourant au moins une partie de l’orifice de distribution du conduit,

- un joint positionné le long d’au moins une partie de la surface d’appui du conduit, ce joint étant configuré pour étanchéifier la jonction de l’orifice de distribution du conduit avec une plaque de refroidissement,

- un moyen de fixation du conduit à la surface d’une plaque de refroidissement. [0006] L’invention porte également sur un ensemble qui comprend au moins un dispositif de distribution selon l’invention fixé à au moins une plaque de refroidissement.

[0007] L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à différents modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemple non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, lesquels :

[0008] [Fig. 1] illustre une représentation schématique selon une vue éclatée d’un exemple d’ensemble combinant un dispositif de distribution de liquide caloporteur selon l’invention en association avec une plaque de refroidissement.

[0009] [Fig. 2] illustre une représentation schématique d’un premier exemple de mise en oeuvre d’un dispositif de distribution de liquide caloporteur selon l’invention associé à une plaque de refroidissement.

[0010] [Fig.3] illustre une représentation schématique selon une vue en section d’un second exemple de mise en oeuvre d’un dispositif de distribution de liquide caloporteur selon l’invention associé à une plaque de refroidissement.

[0011] L’invention concerne un dispositif de distribution 1 de liquide caloporteur au niveau d’orifices de circulation 91 de plaques de refroidissement 9, caractérisé en ce que le dispositif comprend au moins :

- un conduit du liquide caloporteur 4 comprenant au moins :

- un orifice de distribution 41 configuré pour être positionné en vis-à-vis d’au moins un orifice de circulation 91 d’une plaque de refroidissement 9,

- une surface d’appui 42 configurée pour être de forme complémentaire à la portion de la surface 92 de la plaque de refroidissement 9 qui porte au moins un orifice de circulation 91 , cette surface d’appui 42 entourant au moins une partie de l’orifice de distribution 41 du conduit 4,

- un joint 2 positionné le long d’au moins une partie de la surface d’appui 42 du conduit 4, ce joint 2 étant configuré pour étanchéifier la jonction de l’orifice de distribution 41 du conduit 4 avec une plaque de refroidissement 9, un moyen de fixation 3 du conduit 4 à la surface d’une plaque de refroidissement 9.

[0012] Le dispositif de distribution 1 selon l’invention est ainsi réalisé par la combinaison d’un conduit 4 de distribution avec un joint 2 et un moyen de fixation

3 arrangés pour coopérer avec la surface d’une plaque de refroidissement 9 au niveau d’un orifice de circulation 91. Le dispositif de distribution 1 est configuré pour opérer une jonction étanche avec la plaque de refroidissement 9 par l’intermédiaire d’un joint 2 d’étanchéité notamment positionné en compression entre le conduit 4 de distribution du liquide caloporteur et la surface de la plaque de refroidissement 9. Le joint 2 étanche est réalisé dans un matériau élastique par exemple un matériau de type silicone ou caoutchouc. Le moyen de fixation 3 est configuré pour opérer un maintien du conduit 4 assemblé à la plaque de refroidissement 9 de sorte qu’au moins une partie du bord périphérique de l’orifice de distribution 41 du conduit 4 soit appuyée contre une surface du joint 2 étanche, une surface opposée du joint 2 étanche étant en appui contre une partie du bord périphérique de l’orifice de circulation 91 d’une plaque de refroidissement 9. Cette étanchéification par compression du joint 2 entre les surfaces du conduit

4 et de la plaque de refroidissement 9 sur la périphérie des orifices de distribution 41 et de circulation 91 autorise, grâce à l’élasticité du joint 2, une relative flexibilité du positionnement entre eux des deux éléments assemblés, en dépit du maintien assuré par le moyen de fixation 3. De plus, le joint 2 d’étanchéité est réalisé sous la forme d’une structure sensiblement circulaire, par exemple annulaire, de façon à permettre un cloisonnement périphérique de l’espace ou du volume qui sépare les deux orifices, de distribution 41 et de circulation 91 , respectivement portés par le conduit 4 de distribution et la surface de la plaque de refroidissement 9. Grâce à un tel cloisonnement de l’espace ou du volume entre le conduit 4 de distribution et la surface de la plaque de refroidissement 9 au niveau de leurs orifices 41 , 91 respectifs, il n’est pas nécessaire que ces orifices 41 , 91 présentent des contours et formes qui soient strictement identiques. En effet, les contours et formes des orifices de distribution 41 et de circulation 91 sont susceptibles de présenter des différences dès lors que chacun de ces deux orifices 41 , 91 disposés en vis-à-vis l’un de l’autre demeure positionné à l’intérieur du bord intérieur du joint 2 étanche. [0013] Le moyen de fixation 3 est préférentiellement configuré pour opérer un assemblage réversible du conduit 4 à la surface d’une plaque de refroidissement 9. Cette réversibilité du moyen de fixation 3 autorise ainsi une séparation facilitée des éléments réunis, notamment lorsque l’un des deux éléments doit être remplacé. Selon différentes alternatives, le moyen de fixation 3 est susceptible d’être indépendant du conduit 4 et de la plaque de refroidissement 9 ou, au contraire, d’être fixe avec l’un ou l’autre de ces deux éléments.

[0014] Selon un exemple de construction se rapportant à une variante particulière du dispositif de distribution 1 selon l’invention, la surface d’appui 42 du conduit 4 au niveau de laquelle le joint 2 est positionné, comprend un logement 43 apte à recevoir au moins une partie du joint 2. Selon cette variante, la surface d’appui 42 du conduit 4 qui exerce une compression du joint 2 présente une cavité réalisant un logement 43 de forme et contour sensiblement complémentaire à la forme et au contour du joint 2. Selon une spécificité de construction, au moins une partie des dimensions de ce logement 43 est sélectionnée pour autoriser une déformation du joint 2 en compression à l’intérieur du logement 43. Selon une spécificité de construction alternative, voire éventuellement complémentaire, au moins une partie des dimensions de ce logement 43 est sélectionnée pour maintenir une partie du joint 2 en compression lorsque le joint 2 se trouve positionné dans celle-ci. Selon cette spécificité de construction, la partie du joint 2 en compression correspond sensiblement à la partie du joint 2 insérée dans le logement 3. Cette compression de la partie du joint 2 insérée permet d’opérer un pincement du joint 2 par une partie du logement 43, de sorte que le joint 2 est en mesure d’être maintenu en position à l’intérieur du logement 43. Le pincement et/ou la compression du joint 2 inséré par des bords opposés du logement 43, est effectué dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe de compression du joint 2 entre le conduit 4 de distribution et la plaque de refroidissement 9. Il convient de relever que la profondeur de cette cavité réalisant un logement 43 est définie de sorte que, lorsque le joint 2 est comprimé, l’épaisseur du joint 2 demeure suffisante pour que le joint 2 dépasse le niveau formé par la surface d’appui 42.

[0015] Selon un exemple de construction se rapportant à une autre variante particulière du dispositif de distribution 1 selon l’invention et susceptible d’être combinée aux caractéristiques de la variante précédemment énoncée, la surface d’appui 92 de la plaque de refroidissement 9 au niveau de laquelle le joint 2 se trouve positionné, comprend un logement 93 apte à recevoir au moins une partie du joint 2. Il convient de relever que, dans le cadre de cette variante particulière de construction, le logement 93 est réalisé par une cavité de forme et contour sensiblement complémentaire à la forme et au contour du joint 2. Cette cavité formant logement 93 est alors susceptible d’adopter des caractéristiques dans sa construction et ses interactions avec le joint 2 qui reproduisent de façon sensiblement similaire, sinon identique, les caractéristiques de la cavité précédemment détaillée et se rapportent à la surface d’appui 42 du conduit 4. Il convient de relever que la profondeur de cette cavité réalisant un logement 93 est définie de sorte que, lorsque le joint 2 est comprimé, l’épaisseur du joint 2 demeure suffisante pour que le joint 2 dépasse le niveau formé par la surface d’appui 92 de la plaque de refroidissement 9.

[0016] De même selon un exemple de construction se rapportant à une autre variante particulière du dispositif de distribution 1 selon l’invention, le joint 2 coopère avec le conduit 4 de distribution et la plaque de refroidissement 9, de sorte que chacun de ces deux éléments comprennent une cavité respective qui, positionnées en vis-à-vis, réalisent deux parties d’un logement à l’intérieur desquelles deux parties du joint 2 se trouvent positionnées. Le cumul des profondeurs de chacune de ces deux cavités positionnées en vis-à-vis est défini de telle sorte que, lorsque le joint 2 est comprimé, l’épaisseur du joint 2 demeure suffisante pour empêcher que les surfaces d’appui 42, 92 respectives du conduit 4 de distribution et de la plaque de refroidissement 9 ne réalisent pas un contact direct mais demeurent espacées l’une de l’autre par le joint 2 d’étanchéité.

[0017] Selon un exemple de construction se rapportant à une autre variante particulière du dispositif de distribution 1 selon l’invention et susceptible d’être combinée aux caractéristiques des variantes précédemment énoncées, au moins une portion du joint 2 est réalisée en éthylène-propylène-diène monomère également appelé EPDM, en butadiène-acrylonitrile hydrogéné également appelé HNBR et/ou en silicone. L’éthylène-propylène-diène monomère ou EPDM, comme les matériaux préférentiellement sélectionnés pour participer à la réalisation du joint 2 d’étanchéité présente comme propriété d’avoir une bonne résistance chimique à un composé tel que le glycol, un fluide présentant des propriétés caloporteur particulièrement intéressante. Par ailleurs, ces matériaux présentent également des propriétés élastiques qui assurent au joint 2 une tenue dans le temps notamment face aux efforts en compression exercés entre le conduit 4 et la plaque de refroidissement 9.

[0018] Selon un exemple de construction se rapportant à une autre variante particulière du dispositif de distribution 1 selon l’invention et susceptible d’être combinée aux caractéristiques des variantes précédemment énoncées, en section au niveau d’un orifice de distribution 41 destiné à être positionné en vis-à- vis d’une plaque de refroidissement 9, le conduit 4 présente une forme en « U » comprenant une portion avec un arrangement sensiblement semi-circulaire ouvert vers l’orifice de distribution 41 destiné à être cloisonné par la surface de la plaque de refroidissement 9. Selon cette variante de construction, l’ouverture qui forme un orifice de distribution 41 est positionnée sur la surface périphérique du conduit 4 selon un arrangement particulier pour permettre une construction facilitée et une coopération optimisée avec une plaque de refroidissement 9. Ce conduit 4 présente ainsi, au niveau de portions de sa longueur destinées à être en contact avec une plaque de refroidissement 9, c’est-à-dire notamment au niveau de portions de sa longueur positionnées sur la périphérie de l’orifice de distribution 41 , un arrangement qui, dans un plan en section sensiblement perpendiculaire à l’axe du flux dans le conduit 4, présente une forme de conception simple à produire. Cet arrangement selon une forme en « U », c’est- à-dire comprenant, d’une part, un côté cloisonné et, d’autre part, un côté ouvert qui réalise l’orifice de distribution 41 , permet d’obtenir deux portions de la surface d’appui 42 en extrémité des jambes du « U » susceptibles d’être disposées de part et d’autre de l’orifice de distribution 41 . De plus, un arrangement dans lequel les jambes du « U » présentent des hauteurs sensiblement similaires sur l’ensemble de la longueur de la portion de conduit 4 apporte comme avantage de permettre un positionnement facilité du conduit 4 contre la surface d’une plaque de refroidissement 9. Il convient de relever que, si dans chacun des exemples illustrés par les différentes figures, le côté cloisonné présente un arrangement arrondi, une construction présentant une configuration alternative, par exemple avec différents angles, est susceptible d’être envisagée sans pour autant sortir du dispositif de l’invention.

[0019] Selon un exemple de construction se rapportant à une autre variante particulière du dispositif de distribution 1 selon l’invention et susceptible d’être combinée aux caractéristiques des variantes précédemment énoncées, en section au niveau d’une portion du conduit 4 ne portant pas d’orifice de distribution 41 , le conduit 4 présente un arrangement totalement cloisonné, voire sensiblement circulaire. Une telle portion de conduit 4 est réalisée notamment au niveau de parties du conduit 4 destinées à être positionnées, par rapport au sens du flux prévu dans le conduit 4, en amont ou en aval des parties du conduit 4 qui interagissent avec la plaque de refroidissement 9. La forme de ces portions cloisonnées du conduit 4, dans un plan en section sensiblement perpendiculaire à l’axe du flux dans le conduit 4, est susceptible d’être de tout type. Toutefois, selon un exemple spécifique de construction, lorsque le conduit 4 de distribution présente une structure unique, la forme adoptée par les portions cloisonnées du conduit 4 est préférentiellement configurée pour opérer une continuité de surface avec les portions du conduit 4 qui portent des orifices de distribution 41 au niveau d’une partie majoritaire de la surface du conduit 4.

[0020] Selon un exemple de construction se rapportant à une autre variante particulière du dispositif de distribution 1 selon l’invention et susceptible d’être combinée aux caractéristiques des variantes précédemment énoncées, le moyen de fixation 3 comprend une pluralité de pièces de clipsage, d’agrafes, ou de vis réparties sur la longueur du conduit 4 de distribution de sorte que chaque pièce du moyen de fixation 3 opère un ancrage de l’orifice de distribution 41 avec la surface de la plaque de refroidissement 9. Selon la spécificité du moyen de fixation, l’ancrage du conduit 4 à la plaque de refroidissement 9 est susceptible de faire intervenir des arrangements ou reliefs particuliers au niveau des structures ou surfaces de chacun de ces deux éléments 4, 9 assemblés. Ainsi, à titre d’exemple, le moyen de fixation 3 comprend au moins une patte portant une interface de fixation 31 positionnée de chaque côté de l’axe du conduit 4 et de niveau avec la surface d’appui du conduit 4. Ce conduit 4 est alors susceptible de comprendre une ou plusieurs pattes disposées sur sa longueur qui présentent des interfaces sensiblement complémentaires de la surface de la plaque de refroidissement 9 et sont arrangées pour être traversées par des pièces traversantes, telles que des vis, pour coopérer avec des interfaces taraudées portées par la surface de la plaque de refroidissement 9.

[0021] Selon un exemple de construction se rapportant à une autre variante particulière du dispositif de distribution 1 selon l’invention et susceptible d’être combinée aux caractéristiques des variantes précédemment énoncées, le moyen de fixation 3 comprend une structure ayant la forme d’un cavalier arrangée pour entourer au moins une portion du conduit 4 au niveau d’une section, chacune des deux extrémités du cavalier comprenant une interface de fixation 31 configurée pour interagir avec au moins une partie 92 de la surface de la plaque de refroidissement 9 sur laquelle s’opère la fixation du conduit 4. Selon cette variante de construction, le bord intérieur réalisé par la surface située entre les jambes du cavalier présente préférentiellement un arrangement de forme sensiblement similaire, voire identique, pour être complémentaire de la partie du pourtour du conduit 4 de distribution avec lequel le cavalier du moyen de fixation 3 coopère. Cette complémentarité de forme permet au cavalier du moyen de fixation 3 d’opérer un positionnement et un maintien du conduit 4 qui soient optimisés en épousant au mieux la surface extérieure du conduit 4. Chacune des interfaces de fixation 31 positionnée aux extrémités du cavalier du moyen de fixation 3 opère un ancrage avec la surface de la plaque de refroidissement 9 par coopération avec une ou plusieurs pièces de clipsage, agrafes, ou vis qui interagissent avec des arrangements ou reliefs particuliers portés par la structure ou les surfaces de la plaque de refroidissement 9 et/ou des extrémités du cavalier du moyen de fixation 3. Selon un exemple de réalisation spécifique de cette variante de construction, le moyen de fixation 3 comprend au moins une patte portant une interface de fixation 31 positionnée de chaque côté de l’axe du conduit 4 et de niveau avec la surface d’appui du conduit 4. Ainsi, les extrémités du cavalier du moyen de fixation 3 sont susceptibles de comprendre une ou plusieurs pattes qui présentent des interfaces sensiblement complémentaires de la surface de la plaque de refroidissement 9 et sont arrangées pour être traversées par des pièces traversantes, telles que des vis, pour coopérer avec des interfaces taraudées portées par la surface de la plaque de refroidissement 9. [0022] Selon un exemple de construction se rapportant à une autre variante particulière du dispositif de distribution 1 selon l’invention et susceptible d’être combinée aux caractéristiques des variantes précédemment énoncées, le conduit 4 du liquide caloporteur comprend une structure de recouvrement 44 d’au moins un orifice de circulation 91 d’une plaque de refroidissement 9, cette structure de recouvrement 44 comprenant une pluralité d’orifices de distribution 41 . Selon cette variante de construction, l’orifice de circulation 91 de la plaque de refroidissement 9 comprenant un arrangement en longueur, le conduit 4 est positionné au niveau de l’orifice de circulation 91 de sorte que l’axe du conduit 4 soit disposé dans la longueur de l’orifice de circulation 91. La structure de recouvrement 44 permet ainsi au conduit 4 d’opérer une obturation partielle de l’orifice de circulation 91 en positionnant un ou plusieurs orifices de distribution 41 de dimensions respectives différentes de façon à optimiser la distribution ou l’extraction du fluide caloporteur entre le conduit 4 et la plaque de refroidissement 9. Ainsi, la structure de recouvrement 44, d’une part, présente un dimensionnement au moins supérieur à la surface de l’orifice de circulation 91 de la plaque de refroidissement 9 et, d’autre part, comprend préférentiellement plusieurs ouvertures traversantes le long de sa surface, chacune définissant un orifice de distribution 41 de forme et de dimension respectives. De façon préférentielle, cette structure de recouvrement 44 est structurellement indépendante du reste de la structure du conduit 4 de distribution. Cette structure de recouvrement 44 est ainsi susceptible d’être montée sur la surface de la plaque de refroidissement 9 indépendamment de la fixation du conduit 4 de distribution sur cette même plaque 9. De façon alternative, la structure de recouvrement 44 est maintenue au niveau de la surface de l’orifice de circulation 91 de la plaque de refroidissement 9 par pincement ou compression du conduit 4 de distribution en appui contre la plaque de refroidissement 9. De même, cette structure de recouvrement 44 est susceptible d’être assemblée avec le conduit 4 de distribution avant que ces deux éléments ne soient montés sur la surface de la plaque de refroidissement 9.

[0023] L’invention se rapporte également à un ensemble caractérisé en ce qu’il comprend au moins un dispositif de distribution 1 selon l’invention fixé à au moins une plaque de refroidissement 9. [0024] Selon un exemple de construction se rapportant à une variante particulière de l’ensemble selon l’invention, au moins une plaque de refroidissement 9 est associée à un dispositif de distribution 1 positionné au niveau des orifices de circulation 91 de chacune de ses extrémités. Selon cette variante, d’une part, un premier dispositif de distribution 1 est monté sur la plaque de refroidissement 9 de façon à opérer l’alimentation du volume intérieur de la plaque 9 en fluide caloporteur et, d’autre part, un second dispositif de distribution 1 est monté au niveau d’une autre partie de la plaque de refroidissement 9 de façon à extraire le fluide caloporteur de l’intérieur de la plaque 9.

[0025] Selon un exemple de construction se rapportant à une autre variante particulière de l’ensemble selon l’invention et susceptible d’être combinée aux caractéristiques de la variante précédemment énoncée, la fixation du dispositif de distribution 1 à la plaque de refroidissement 9 comprend au moins une soudure de son moyen de fixation 3. A titre d’exemple, la soudure est réalisée entre une ou plusieurs des interfaces de fixation 31 positionnées aux extrémités du cavalier du moyen de fixation 3 et la surface de la plaque de refroidissement 9. Il convient de relever que des alternatives de fixation directe sont également susceptibles d’être considérées comme une fixation qui comprend au moins une composition adhésive.

[0026] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et/ou représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.