FR3066263A1 - Collecteur constitutif d'un refroidisseur de batterie equipant un vehicule automobile - Google Patents

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Alain POURMARIN
Christophe DENOUAL
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Abstract

L'invention concerne un collecteur (11) d'un échangeur de chaleur (2), comprenant une paroi (16) délimitant un volume interne (17) et au moins une cloison (10) divisant le volume interne (17) du collecteur (11) en : • au moins une première chambre (21) configurée pour communiquer fluidiquement avec des premiers tubes (7a) d'un faisceau de tubes (7a, 7b) de l'échangeur de chaleur (2), et • au moins une deuxième chambre (22) configurée pour communiquer fluidiquement avec des deuxièmes tubes (7a) du faisceau de tubes (7a, 7b) de l'échangeur de chaleur (2). La cloison (10) est agencée en au moins une hélicoïde s'étendant à l'intérieur d'au moins une première zone (Z1, Z1') du collecteur (11).

Description

Collecteur constitutif d’un refroidisseur de batterie équipant un véhicule automobile
Le domaine de la présente invention est celui des échangeurs de chaleur, tel qu’un refroidisseur de batterie, équipant un véhicule automobile à motorisation électrique et/ou hybride. Elle a pour objet une boîte collectrice que comprend l’échangeur de chaleur.
Un véhicule automobile à motorisation électrique et/ou hybride est équipé d’au moins une batterie pour procurer de l’énergie électrique à un groupe motopropulseur, ce qui permet un déplacement du véhicule automobile. Au cours de son fonctionnement, la batterie tend à s’échauffer, ce qui est susceptible de l’endommager. On connait un échangeur de chaleur, couramment dénommé refroidisseur de batterie, qui est destiné à maintenir la batterie à une température de consigne. Un tel échangeur de chaleur comprend un faisceau de tubes reliant entre eux deux collecteurs auxquels sont raccordées de façon fixe et étanche des extrémités correspondantes des tubes. Un fluide est prévu pour circuler à l’intérieur des tubes et des boîtes collectrices, une telle circulation permettant un échange thermique entre le fluide et la batterie, en vue de refroidir cette dernière. On pourra par exemple se reporter au document LR2982937 qui décrit un échangeur de chaleur du type susvisé.
Un premier problème réside en une nécessité d’optimiser une circulation et une distribution du fluide à l’intérieur de l’échangeur de chaleur pour permettre un transfert thermique entre l’échangeur de chaleur et la batterie qui soit le meilleur possible.
Un deuxième problème réside en un agencement des tubes et des collecteurs qui est souhaité le moins encombrant possible.
Un but de la présente invention est de proposer un collecteur d’un échangeur de chaleur qui est agencé pour optimiser une distribution d’un fluide caloporteur à l’intérieur de tubes de l’échangeur de chaleur et simplifier une connexion entre les tubes et le collecteur, tout en offrant un échangeur de chaleur le plus compacte possible.
Le collecteur de la présente invention est un collecteur d’un échangeur de chaleur, comprenant une paroi délimitant un volume interne et au moins une cloison divisant le volume interne du collecteur en : • au moins une première chambre configurée pour communiquer fluidiquement avec des premiers tubes d’un faisceau de tubes de l’échangeur de chaleur, et • au moins une deuxième chambre configurée pour communiquer fluidiquement avec des deuxièmes tubes du faisceau de tubes de l’échangeur de chaleur.
Selon la présente invention, la cloison est agencée en au moins une hélicoïde s’étendant à l’intérieur d’au moins une première zone du collecteur.
Le collecteur comprend avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - la première chambre et la deuxième chambre s’étendent longitudinalement en formant chacune une spirale, - le collecteur est délimité par une paroi qui est pourvue d’orifices de connexion avec les tubes qui sont alignés selon un axe de connexion, - l’axe de connexion est parallèle à un premier axe d’extension générale de la paroi, - le collecteur s’étend longitudinalement entre une première extrémité longitudinale et une deuxième extrémité longitudinale, le collecteur étant muni d’une bouche d’admission configurée pour admettre dans le collecteur un fluide caloporteur et d’une bouche d’évacuation configurée pour évacuer le fluide caloporteur du collecteur, - la première extrémité longitudinale est pourvue de la bouche d’admission et la deuxième extrémité longitudinale est munie de la bouche d’évacuation, - la première extrémité longitudinale est pourvue de la bouche d’admission et de la bouche d’évacuation, - le collecteur comprend une deuxième zone qui est disposée entre la première extrémité longitudinale et la deuxième extrémité longitudinale et qui est pourvue de la bouche d’admission et/ou de la bouche d’évacuation, - la cloison est agencée en deux hélicoïdes délimitant deux premières chambres et deux deuxièmes chambres. On comprend en cela que les deux hélicoïdes sont imbriquées l’une avec l’autre autour d’un même axe de symétrie A5 et délimitent ainsi deux premières chambres et deux deuxièmes chambres, - la cloison comprend un bord en contact étanche avec une face interne de la paroi, - le bord est ménagé en une rainure formant canal d’acheminement du fluide caloporteur.
La présente invention porte aussi sur un échangeur de chaleur comprenant un tel premier collecteur, un deuxième collecteur et un faisceau de tubes interposés entre le premier collecteur et le deuxième collecteur. L’échangeur de chaleur comprend avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - la première zone est pourvue de tubes et la deuxième zone est exempte de tubes, - à l’intérieur de la deuxième zone, la cloison est plane.
La présente invention porte aussi sur une utilisation d’un tel échangeur de chaleur en tant que refroidisseur de batteries, notamment de batteries dont l’énergie est mise en œuvre pour mettre en mouvement un véhicule, notamment automobile, les batteries étant par exemple disposées à l’aplomb des premières zones.
La présente invention porte aussi sur un circuit de fluide caloporteur comprenant au moins un tel échangeur de chaleur. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue de face d’une première variante de réalisation d’un échangeur de chaleur selon l’invention, - la figure 2 est une vue de face d’une deuxième variante de réalisation d’un échangeur de chaleur selon l’invention, - la figure 3 est une vue de face d’une troisième variante de réalisation d’un échangeur de chaleur selon l’invention, - la figure 4 est une vue en coupe transversale d’un premier collecteur d’un échangeur de chaleur illustré sur la figure 1 ou 2, - la figure 5 est une vue de face partielle d’une quatrième variante de réalisation d’un échangeur de chaleur selon l’invention, - la figure 6 est une vue de face partielle d’une cinquième variante de réalisation d’un échangeur de chaleur selon l’invention, - la figure 7 est une vue en coupe transversal de l’échangeur de chaleur illustré sur la figure 6, - la figure 8 est une vue en coupe transversale d’un premier collecteur d’une sixième variante de réalisation d’un échangeur de chaleur selon l’invention, - la figure 9 est une vue de face d’une septième variante de réalisation d’un échangeur de chaleur selon l’invention, - la figure 10 est une vue de face d’une huitième variante de réalisation d’un échangeur de chaleur selon l’invention, - la figure 11 est une vue de face d’une neuvième variante de réalisation d’un échangeur de chaleur selon l’invention, - la figure 12 est une vue de face d’une dixième variante de réalisation d’un échangeur de chaleur selon l’invention, - la figure 13 est une illustration d’un circuit de fluide caloporteur comprenant un échangeur de chaleur selon l’invention. H faut tout d’abord noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Par ailleurs, les éléments de la présente invention sont représentés sur les figures à l’intérieur d’un repère orthonormé Oxyz.
Sur les figures 1 à 3 et 9 à 12, un véhicule automobile à motorisation électrique et/ou hybride est équipé d’au moins une batterie 1 pour procurer une énergie électrique à un groupe motopropulseur apte à procurer un déplacement au véhicule automobile. Sur l’exemple illustré, les batteries sont au nombre de deux, mais ce nombre peut être inférieur ou supérieur. Les batteries 1 tendent à s’échauffer lors de leur utilisation. Pour éviter un tel échauffement, les batteries 1 sont associées à un échangeur de chaleur 2 qui est apte à refroidir les batteries 1 lors de leur mise en fonctionnement. L’échangeur de chaleur 2 est indifféremment placé au contact ou bien en vis-à-vis des batteries 1. De manière courante, l’échangeur de chaleur 2 est placé en-dessous des batteries 1 en position d’utilisation dans le véhicule automobile. Un tel échangeur de chaleur 2 est communément dénommé refroidisseur de batteries.
On notera à ce stade de la description que l’échangeur de chaleur 2 est également susceptible d’être utilisé en tant que radiateur pour réchauffer un flux d’air, sans déroger aux règles énoncées de la présente invention. L’échangeur de chaleur 2 est parcouru par un fluide caloporteur LC qui circule à l’intérieur d’un circuit de fluide caloporteur 31 qui est décrit sur la figure 13. L’échangeur de chaleur 2 comprend au moins un collecteur 11, ci-après dénommé premier collecteur 11, ainsi qu’au moins un deuxième collecteur 12. Le premier collecteur 11 est équipé d’une bouche d’admission 5 du fluide caloporteur LC par l’intermédiaire de laquelle le fluide caloporteur LC est admis à l’intérieur de l’échangeur de chaleur 2. Le premier collecteur 11 est aussi équipé d’une bouche d’évacuation 6 du fluide caloporteur LC par l’intermédiaire de laquelle le fluide caloporteur LC est évacué hors de l’échangeur de chaleur 2. De préférence, le premier collecteur 11 est allongé selon un premier axe d’extension générale Al et le deuxième collecteur 12 est allongé selon un deuxième axe d’extension générale A2. Le premier axe d’extension générale Al et le deuxième axe d’extension générale A2 sont préférentiellement parallèles l’un à l’autre.
De préférence encore, le premier axe d’extension générale Al forme un axe de symétrie du premier collecteur 11. Dans le cas où le premier collecteur 11 est cylindrique, le premier axe d’extension générale Al est confondu avec un axe de révolution du premier collecteur 11.
Le premier collecteur 11 est délimité par une paroi 16 qui forme une enveloppe entourant un volume interne 17. Autrement dit, la paroi 16 est une paroi externe du premier collecteur 11 qui borde le volume interne 17. Autrement dit, la paroi 16 forme une enceinte délimitant le volume interne 17 qui est apte à être parcouru par le fluide caloporteur LC.
De préférence, la paroi 16 est étendue selon un axe longitudinal qui est confondu avec le premier axe d’extension générale Al du premier collecteur 11.
La paroi 16 loge au moins une cloison 10 qui sépare le premier collecteur 11 en au moins deux chambres 21, 22 distinctes et étanches l’une par rapport à l’autre. Autrement dit, et selon les exemples illustrés sur les figures 1 à 3 dans lesquelles la cloison 10 est unique, le volume interne 17 du premier collecteur 11 est divisé par la cloison 10 en une première chambre 21 et une deuxième chambre 22. La première chambre 21 est en relation fluidique avec la bouche d’admission 5 du fluide caloporteur LC et la deuxième chambre 22 est munie de la bouche d’évacuation 6 du fluide caloporteur LC.
Selon la présente invention, la cloison 10 est agencée en au moins une hélicoïde de pas P. Ces dispositions sont telles que les chambres 21, 22 sont agencées en des torsades enroulées autour du premier axe d’extension générale Al.
De préférence, la cloison 10, agencée en hélicoïde, comprend un axe de symétrie A5 qui est parallèle, voire préférentiellement confondu, avec le premier axe d’extension générale Al.
Le premier collecteur 11 comporte au moins une première zone Zl, Zl’ qui est pourvue de tubes 7a, 7b et au moins une deuxième zone Z2 qui est exempte de tubes 7a, 7b. Pour les exemples illustrés sur les figures 1 à 3, l’échangeur de chaleur 2 comprend une unique deuxième zone Z2 interposée entre deux premières zones Zl, Zl’. La deuxième zone Z2 est notamment une zone exempte de batteries, telle qu’une zone de séparation entre deux batteries contigües. Bien entendu, l’échangeur de chaleur 2 peut comporter seulement une première zone Zl, en étant dépourvu de deuxième zone Z2, c’est-à-dire une zone exempte de tubes. A l’intérieur des premières zones Zl, Zl’, les tubes 7a, 7b sont espacés les uns des autres d’une première distance Dl, mesurée le long du premier axe d’extension générale Al entre un centre d’un tube et un centre d’un tube immédiatement adjacent. La première distance Dl est préférentiellement constante le long du premier axe d’extension générale Al à l’intérieur de la première zone Zl, Zl’ de ce dernier. De préférence encore, la première distance Dl est constante d’une première zone Zl, Zl’ à une autre première zone zi,zr.
Les tubes 7a, 7b sont répartis en deux catégories distinctes. En effet, les tubes 7a, 7b sont soit des premiers tubes 7a en communication fluidique avec la première chambre 21 du premier collecteur 11, soit des deuxièmes tubes 7b en communication fluidique avec la deuxième chambre 22 du premier collecteur 11. De préférence, les premiers tubes 7a et les deuxièmes tubes 7b sont alternés les uns après les autres dans le premier plan PI, de telle sorte qu’un premier tube 7a est interposé entre deux deuxièmes tubes 7b et qu’un deuxième tube 7b est interposé entre deux premiers tubes 7a.
La paroi 16 est pourvue d’orifices de connexion 25 avec les tubes 7a, 7b qui sont alignés selon un axe de connexion A4. Autrement dit, les orifices de connexion 25 des tubes 7a, 7b avec les chambres 21, 22 sont ménagés le long de l’axe de connexion A4 qui est parallèle au premier axe d’extension générale Al.
De préférence, le pas P de l’hélicoïde est avantageusement égal à la première distance Dl. Ces dispositions sont telles que la première chambre 21 est en communication fluidique avec uniquement les premiers tubes 7a et que la deuxième chambre 7b est en communication fluidique avec uniquement les deuxièmes tubes 7b. En effet, l’égalité entre la première distance Dl entre les tubes 7a, 7b et le pas P de la cloison 10 permet un positionnement régulièrement espacé d’un point de contact 14 entre un bord 15 de la cloison 10 et une face interne 27 de la paroi 16 délimitant le premier collecteur 11, tel qu’illustré sur les figures 4, 7 et 8.
Les tubes 7a, 7b sont disposés entre le premier collecteur 11 et le deuxième collecteur 12. De préférence, les tubes 7a, 7b sont parallèles entre eux et alignés à l’intérieur d’un premier plan PI, qui contrent également le premier axe d’extension générale Al et le deuxième axe d’extension générale A2. De préférence, les tubes 7a, 7b sont allongés selon un troisième axe d’extension générale A3 qui est orthogonal au premier axe d’extension générale Al et au deuxième axe d’extension générale A2. Le premier plan PI est parallèle au plan Oxy.
Les tubes 7a, 7b sont notamment rectilignes de l’une à l’autre de leurs extrémités longitudinales et ne comportent pas de zone de courbure, notamment au niveau de leur extrémités longitudinales. Les tubes 7a, 7b forment conjointement une nappe 23 qui est plane et qui s’étend parallèlement au premier plan PI. Les tubes 7a, 7b étant identiques entre eux, on comprend ici qu’une surface d’échange thermique des tubes 7a, 7b avec les batteries 1 est plane et parallèle au premier plan PI. On forme ainsi une zone de réception sur laquelle la ou les batteries 1 peuvent reposer.
Sur les figures 1 à 3, est illustré le premier collecteur 11 de la présente invention, selon diverses variantes de réalisation du premier collecteur 11 et/ou de l’échangeur de chaleur 2.
Le deuxième collecteur 12 comporte une pluralité de compartiments 13 qui sont étanches entre eux et qui sont agencés de telle sorte qu’un compartiment 13 est en communication fluidique avec au moins un premier tube 7a et avec au moins un deuxième tube 7b. On comprend en cela que le fluide caloporteur LC parcourt à l’intérieur de l’échangeur de chaleur 2 une succession de chemins de circulation agencés en « U » ; les branches du « U » étant formées par un couple de tubes 7a, 7b successifs, la base du « U » étant formée par le compartiment 13 affecté à ce couple de tubes 7a, 7b et les extrémités du « U » étant formées par les chambres 21, 22, une extrémité du « U » étant en relation avec la première chambre 21, l’autre extrémité du «U » étant en relation avec la deuxième chambre 22.
Sur la figure 4, le bord 15 de la cloison 10 est formé des points de la cloison 10 qui sont les plus éloignés du premier axe d’extension générale Al. Le bord 15 est donc formé de l’extrémité centrifuge de la cloison 10 agencée en hélicoïde. On comprend ici que le bord 15 de la cloison est en contact avec la paroi 16 du premier collecteur tout le long du premier axe d’extension générale Al, pour séparer l’une de l’autre de manière étanche la première chambre 21 et la première chambre 22. Bien que montrée schématiquement de manière rectiligne, on comprend sur la figure 4 que la cloison 10 est vrillée autour du premier axe d’extension générale Al comme l’illustre la flèche R qui représente la rotation de la cloison 10 autour du premier axe d’extension générale Al.
Une telle cloison 10, et ses variantes décrites ci-après, vise à améliorer une distribution du fluide caloporteur LC à l’intérieur des tubes 7a, 7b selon une règle choisie de distribution qui est notamment fonction du nombre de cloisons 10 logées à l’intérieur du premier collecteur 11.
Une telle cloison 10, et ses variantes décrites ci-dessous, améliore une compacité du premier collecteur 11. En effet, les chambres 21, 22 enroulées autour du premier axe d’extension générale Al selon l’hélicoïde décrite minimisent un encombrement à l’intérieur d’un deuxième plan P2, parallèle au plan Oyz.
Sur la figure 1, une première extrémité longitudinale 8 du premier collecteur 11 est pourvue de la bouche d’admission 5 du fluide caloporteur FC et une deuxième extrémité longitudinale 9 du premier collecteur 11, opposée à la première extrémité longitudinale 8 le long du premier axe d’extension générale Al, est munie de la bouche d’évacuation 6 du fluide caloporteur FC.
Selon ce mode de réalisation de l’échangeur de chaleur 2, le fluide caloporteur FC pénètre à l’intérieur de l’échangeur de chaleur 2 par l’intermédiaire de la bouche d’admission 5 dont est pourvue la première extrémité longitudinale 8 pour circuler à l’intérieur de la première chambre 21 et être distribué à l’intérieur des premiers tubes 7a au fur et à mesure le long du premier collecteur 11. Le fluide caloporteur FC parcourt les premiers tubes 7a et atteint les compartiments 13 avant de parcourir les deuxièmes tubes 7b et rejoindre la deuxième chambre 22. Puis, le fluide caloporteur FC continue son parcours à l’intérieur de la deuxième chambre 22 dans le premier collecteur 11 jusqu’à la deuxième extrémité longitudinale 9. La circulation du fluide caloporteur dans la première chambre 21 et la circulation du fluide caloporteur dans la deuxième chambre 22 s’opèrent le long du premier axe d’extension générale Al dans un même sens.
Sur la figure 2, la première extrémité longitudinale 8 du premier collecteur 11 est pourvue de la bouche d’admission 5 du fluide caloporteur FC et de la bouche d’évacuation 6 du fluide caloporteur FC. Autrement dit, l’entrée et la sortie de fluide caloporteur sont ménagées d’un même côté de l’échangeur de chaleur 2.
Selon ce mode de réalisation de l’échangeur de chaleur 2, le fluide caloporteur FC pénètre à l’intérieur de l’échangeur de chaleur 2 par l’intermédiaire de la bouche d’admission 5 dont est pourvue la première extrémité longitudinale 8 pour circuler à l’intérieur de la première chambre 21 et être distribué à l’intérieur des premiers tubes 7a au fur et à mesure le long du premier collecteur 11. Le fluide caloporteur FC parcourt les premiers tubes 7a et atteint les compartiments 13 avant de parcourir les deuxièmes tubes 7b et rejoindre la deuxième chambre 22. Puis le fluide caloporteur FC retourne vers la première extrémité longitudinale 8 à l’intérieur de la deuxième chambre 22 dans le premier collecteur 11. La circulation du fluide caloporteur FC dans la première chambre 21 et la circulation du fluide caloporteur FC dans la deuxième chambre 22 s’opèrent le long du premier axe d’extension générale Al dans deux sens opposés.
Sur la figure 3, l’échangeur de chaleur 2 comprend deux deuxièmes collecteurs 12 qui sont disposés de part et d’autre du premier collecteur 11 à l’intérieur du premier plan PI, chaque deuxième collecteur 12 étant relié à un premier collecteur 11 par un faisceau de tubes 7a, 7b. Dit autrement, le premier collecteur 11 est entre deux nappes de tubes 7a, 7b qui s’étendent toutes deux dans le premier plan PI et de manière diamétralement opposée l’une à l’autre, par rapport au premier collecteur 11.
Selon ce mode de réalisation, le fluide caloporteur FC pénètre à l’intérieur de l’échangeur de chaleur 2 par l’intermédiaire de la bouche d’admission 5 dont est pourvue la première extrémité longitudinale 8 pour circuler à l’intérieur de la première chambre 21 et être distribué à l’intérieur des premiers tubes 7a, indifféremment répartis de part et d’autre du premier collecteur 11, au fur et à mesure le long du premier collecteur 11. Le fluide caloporteur FC parcourt les premiers tubes 7a et atteint les compartiments 13 des deux deuxièmes collecteurs 12 avant de parcourir les deuxièmes tubes 7b et rejoindre la deuxième chambre 22. Puis, le fluide caloporteur FC continue son parcours à l’intérieur de la deuxième chambre 22 dans le premier collecteur 11 jusqu’à la deuxième extrémité longitudinale 9. Le premier collecteur 11 est ici conformé selon la première variante illustrée à la figure 1, mais il est entendu que le premier collecteur 11 de la figure 3 peut être conformé selon la deuxième variante illustrée à la figure 2. A l’intérieur de la deuxième zone Z2, la cloison 10 est susceptible d’être plane, tel qu’illustré sur la figure 5. Ces dispositions favorisent un écoulement laminaire du fluide caloporteur FC à l’intérieur de la deuxième zone Z2 entre les deux premières zones Zl, Zl’.
Sur la figure 6, à l’intérieur de la première zone Zl, Zl’ au moins, la cloison 10 est agencée en une double-hélicoïde de pas P qui est notamment égal à la moitié de la première distance Dl. Une telle cloison 10 délimite deux premières chambres 21 et deux deuxièmes chambres 22, tel qu’illustré sur la figure 7. Les premières chambres 21 et les deuxièmes chambres 22 alternent successivement autour du premier axe d’extension générale Al, selon la coupe effectuée dans le deuxième plan P2. Ces dispositions sont telles que les premiers tubes 7a sont alternativement en communication fluidique avec l’une ou l’autre des premières chambres 21. Ces dispositions sont aussi telles que les deuxièmes tubes 7b sont alternativement en communication fluidique avec l’une ou l’autre des deuxièmes chambres 22. Dans ce cas, l’échangeur de chaleur 2 comprend une première chambre 21 d’un premier type qui est en communication fluidique avec des premiers tubes 7a de premier type et une première chambre 21 de deuxième type qui est en communication fluidique avec des premiers tubes 7a de deuxième type, les premiers tubes 7a de premier type et les premiers tubes 7a de deuxième type étant alternativement successivement répartis le long du premier axe d’extension générale Al. De même, l’échangeur de chaleur 2 comprend une deuxième chambre 22 d’un premier type qui est en communication fluidique avec des deuxièmes tubes 7b de premier type et une deuxième chambre 22 de deuxième type qui est en communication fluidique avec des deuxièmes tubes 7b de deuxième type, les deuxièmes tubes 7b de premier type et les deuxièmes tubes 7b de deuxième type étant alternativement successivement répartis le long du premier axe d’extension générale Al. On comprend en cela qu’un tel échangeur de chaleur 2 comprend deux chemins de circulation parallèles l’un à l’autre, dont un premier chemin de circulation formé des éléments ci-dessus de premier type et dont un deuxième chemin de circulation formé des éléments ci-dessus de deuxième type.
Sur la figure 8, au moins un bord 15, et préférentiellement les bords 15 de la cloison 10, loge une rainure 24 qui forme un canal d’acheminement du fluide caloporteur FC qui est étanche avec la première chambre 21 et la deuxième chambre 22. Autrement dit, la rainure 24 forme une troisième chambre qui est interposée entre la première chambre 21 et la deuxième chambre 22 pour alimenter en fluide caloporteur FC des premiers tubes 7a.
Sur la figure 9, la cloison 10 est agencée pour délivrer le fluide caloporteur FC indépendamment aux premiers tubes 7a d’une première zone d’entrée Zl et aux premiers tubes 7a d’une première zone d’extrémité Zl’. Ainsi, la première chambre 21 distribue une première fraction du fluide caloporteur FC admis à l’intérieur de l’échangeur de chaleur 2 aux premiers tubes 7a de la première zone d’entrée Zl tandis que la rainure 24 distribue une deuxième fraction du fluide caloporteur FC admis à l’intérieur de l’échangeur de chaleur 2 aux premiers tubes 7a de la première zone d’extrémité Zl’.
La première fraction du fluide caloporteur FC est conduite depuis la bouche d’admission 5 équipant la première extrémité longitudinale 8 jusqu’à la première chambre 21. Puis, la première fraction du fluide caloporteur FC parcourt les premiers tubes 7a de la première zone d’entrée Zl et atteint les compartiments 13 avant de parcourir les deuxièmes tubes 7b de la première zone d’entrée Zl et rejoindre la deuxième chambre 22. Puis, le fluide caloporteur FC revient jusqu’à la première extrémité longitudinale 8 à l’intérieur de la deuxième chambre 22 de la première zone d’entrée Zl.
La deuxième fraction du fluide caloporteur FC est conduite depuis la bouche d’admission 5 équipant la première extrémité longitudinale 8 jusqu’à la rainure 24. Puis, la deuxième fraction du fluide caloporteur FC est conduite par la rainure 24 jusqu’aux premiers tubes 7a de la première zone d’extrémité Zl’. Puis, la deuxième fraction du fluide caloporteur FC parcourt les premiers tubes 7a de la première zone d’extrémité Zl’ et atteint les compartiments 13 avant de parcourir les deuxièmes tubes 7b de la première zone d’extrémité Zl’ et rejoindre la deuxième chambre 22. Puis, le fluide caloporteur FC revient jusqu’à la première extrémité longitudinale 8 à l’intérieur de la deuxième chambre 22 de la première zone d’extrémité Zl’, puis de la première zone d’entrée Zl.
La circulation du fluide caloporteur FC dans la première chambre 21 et la circulation du fluide caloporteur FC dans la rainure 24 s’opèrent le long du premier axe d’extension générale Al dans un même sens. La circulation du fluide caloporteur FC dans la première chambre 21 et la circulation du fluide caloporteur FC dans la rainure 24 s’opèrent le long du premier axe d’extension générale Al dans un sens opposé à celle de la circulation du fluide caloporteur à l’intérieur de la deuxième chambre 22. Par ailleurs, ces dispositions sont telles que les tubes 7a, 7b de chaque première zone Zl, Zl’ sont simultanément alimentés en fluide caloporteur FC. Il en résulte que toutes les premières zones Zl, Zl’ reçoivent un fluide caloporteur FC de même température. Il en découle finalement un refroidissement identique de l’ensemble des batteries 1 quel que soit la première zone Zl, Zl’ qui les reçoit.
Sur la figure 10, la rainure 24 est plus particulièrement destinée à faire circuler amener le fluide caloporteur FC pénétrant à l’intérieur du premier collecteur 11 depuis la bouche d’admission 8 équipant la première extrémité longitudinale 8 jusqu’à la deuxième extrémité longitudinale 9. Dans ce cas-là, le fluide caloporteur FC pénètre à l’intérieur de l’échangeur de chaleur 2 par l’intermédiaire de la bouche d’admission 5, puis circule à l’intérieur de la rainure 24 jusqu’à la deuxième extrémité longitudinale 9. Puis, le fluide caloporteur FC circule à l’intérieur de la première chambre 21 pour être distribué à l’intérieur des premiers tubes 7a. Le fluide caloporteur FC parcourt les premiers tubes 7a et atteint les compartiments 13 avant de parcourir les deuxièmes tubes 7b et rejoindre la deuxième chambre 22. Puis, le fluide caloporteur FC continue son parcours à l’intérieur de la deuxième chambre 22 dans le premier collecteur 11 jusqu’à la deuxième extrémité longitudinale 9. Une telle organisation permet au fluide caloporteur FC d’entrer dans la première chambre 21 à une deuxième extrémité longitudinale opposée 9 opposée à la première extrémité longitudinale 8. La circulation du fluide caloporteur FC dans la première chambre 21 et la circulation du fluide caloporteur FC dans la rainure 24 s’opèrent le long du premier axe d’extension générale Al dans deux sens opposés. La circulation du fluide caloporteur FC dans la première chambre 21 et la circulation du fluide caloporteur FC dans la deuxième chambre 22 s’opèrent le long du premier axe d’extension générale Al dans un même sens.
Sur les figures 11 et 12, la bouche d’admission 5 et la bouche d’évacuation 6 équipent la deuxième zone Z2 qui est notamment une zone centrale de l’échangeur de chaleur 2, notamment en étant située à égale distance de la première extrémité longitudinale 8 et de la deuxième extrémité longitudinale 9.
Sur la figure 11, la bouche d’admission 5 est en communication fluidique avec la rainure 24 pour amener le fluide caloporteur depuis la deuxième zone Z2 d’une part vers la première extrémité longitudinale 8 et d’autre part vers la deuxième extrémité longitudinale 9. Puis, le fluide caloporteur FC emprunte la première chambre 21 pour circuler d’une part de la première extrémité longitudinale 8 vers la deuxième zone Z2 et d’autre part depuis la deuxième extrémité longitudinale 9 vers la deuxième zone Z2, après avoir emprunter successivement un premier tube 7a, un compartiment 13 et un deuxième tube 7b. En sortie des deuxièmes tubes 7b, le fluide caloporteur FC emprunte la deuxième chambre 22 pour revenir en deuxième zone Z2 et atteindre la bouche d’évacuation 6. La circulation du fluide caloporteur FC dans la première chambre 21 et la circulation du fluide caloporteur FC dans la deuxième chambre 22 s’opèrent le long du premier axe d’extension générale Al à contre-courant dans les deux premières zones Zl et Zl’.
Sur la figure 12, la cloison 10 est dépourvue de rainure 24. Autrement dit, sur la figure 12, la cloison 10 équipant le premier collecteur 11 est identique à celle représentée sur les figures 1 à 5. Dans ce cas, la bouche d’admission 5 est en communication fluidique avec la première chambre 21 pour amener le fluide caloporteur depuis la deuxième zone Z2 d’une part vers la première extrémité longitudinale 8 et d’autre part vers la deuxième extrémité longitudinale 9, après avoir emprunter successivement un premier tube 7a, un compartiment 13 et un deuxième tube 7b. Puis, le fluide caloporteur FC emprunte la deuxième chambre 22 pour revenir en deuxième zone Z2 et atteindre la bouche d’évacuation 6. La circulation du fluide caloporteur FC dans la première chambre 21 et la circulation du fluide caloporteur FC dans la deuxième chambre 22 s’opèrent le long du premier axe d’extension générale Al à contre-courant dans les deux premières zones Zl et Zl’. H va de soi qu’il est possible de combiner indifféremment une ou plusieurs des caractéristiques susvisées pour obtenir un échangeur de chaleur 2 de la présente invention. L’ensemble de ces dispositions est telle que l’échangeur de chaleur 2 de la présente invention est compacte et offre une flexibilité de connectique au regard des positions de la bouche d’admission 8 et de la bouche d’évacuation 9 qui est optimisée, l’échangeur de chaleur 2 comportant une surface d’échange thermique avec les batteries 1 qui est plane. Ces dispositions permettent également de disposer les premiers tubes 7a et les deuxièmes tubes 7b dans un même plan, évitant ainsi de former des portions courbées de tubes 7a, 7b ou bien évitant d’agencer les premiers tubes 7a et les deuxièmes tubes 7b selon un « V » et générer ainsi un encombrement préjudiciable.
Sur la figure 13, est représenté un circuit de fluide caloporteur 31 fermé à l’intérieur duquel circule le fluide caloporteur FC. Sur l'exemple de réalisation illustré, le circuit de fluide caloporteur 31 comprend successivement, suivant un sens S1 de circulation du fluide caloporteur FC à l’intérieur du circuit de fluide caloporteur 31, une pompe 32 pour mettre en circulation le fluide caloporteur FC et un autre échangeur de chaleur 33 pour refroidir le fluide caloporteur FC et ainsi décharger les calories transportées par le fluide caloporteur FC dans un milieu extérieur à un boîtier 34 enfermant les batteries 1 et l’échangeur de chaleur 2 selon un aspect de l’invention. L'échangeur de chaleur 2 et les batteries 1 sont superposés, par exemple en disposant l’échangeur de chaleur 2 verticalement sous les batteries 1. Alternativement ou de manière complémentaire, l’échangeur de chaleur 2 peut être disposé latéralement sur au moins un côté des batteries 1. Complémentairement ou alternativement, l’échangeur de chaleur 2 peut être disposé verticalement au-dessus des batteries 1.
Selon le mode de fonctionnement du circuit de fluide caloporteur 31 décrit ci-dessus, l’échangeur de chaleur 2 est utilisé comme refroidisseur de batteries 1 pour refroidir les batteries 1.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Collecteur (11) d’un échangeur de chaleur (2), comprenant une paroi (16) délimitant un volume interne (17) et au moins une cloison (10) divisant le volume interne (17) du collecteur (11) en : • au moins une première chambre (21) configurée pour communiquer fluidiquement avec des premiers tubes (7a) d’un faisceau de tubes (7a, 7b) de l’échangeur de chaleur (2), et • au moins une deuxième chambre (22) configurée pour communiquer fluidiquement avec des deuxièmes tubes (7a) du faisceau de tubes (7a, 7b) de l’échangeur de chaleur (2), caractérisé en ce que la cloison (10) est agencée en au moins une hélicoïde s’étendant à l’intérieur d’au moins une première zone (Zl, ΖΓ) du collecteur (11).
  2. 2. Collecteur (11) selon la revendication 1, dans lequel le collecteur (11) est délimité par une paroi (16) qui est pourvue d’orifices de connexion (25) avec les tubes (7a, 7b) qui sont alignés selon un axe de connexion (A4).
  3. 3. Collecteur (11) selon la revendication 2, dans lequel l’axe de connexion (A4) est parallèle à un premier axe d’extension générale (Al) de la paroi (16).
  4. 4. Collecteur (11) selon l’une quelconque des revendications précédentes, qui s’étend longitudinalement entre une première extrémité longitudinale (8) et une deuxième extrémité longitudinale (9), le collecteur (11) étant muni d’une bouche d’admission (5) configurée pour admettre dans le collecteur (11) un fluide caloporteur (FC) et d’une bouche d’évacuation (6) configurée pour évacuer le fluide caloporteur (FC) du collecteur (11).
  5. 5. Collecteur (11) selon la revendication 4, dans lequel la première extrémité longitudinale (8) est pourvue de la bouche d’admission (5) et la deuxième extrémité longitudinale (9) est munie de la bouche d’évacuation (6).
  6. 6. Collecteur (11) selon la revendication 4, dans lequel la première extrémité longitudinale (8) est pourvue de la bouche d’admission (5) et de la bouche d’évacuation (6).
  7. 7. Collecteur (11) selon la revendication 4, comprenant une deuxième zone (Z2) qui est disposée entre la première extrémité longitudinale (8) et la deuxième extrémité longitudinale (9) et qui est pourvue de la bouche d’admission (5) et/ou de la bouche d’évacuation (6).
  8. 8. Collecteur (11) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la cloison (10) comprend un bord (15) en contact étanche avec une face interne (27) de la paroi (16).
  9. 9. Collecteur (11) selon la revendication précédente, dans lequel le bord (15) est ménagé en une rainure (24) formant canal d’acheminement d’un fluide caloporteur (FC).
  10. 10. Echangeur de chaleur (2) comprenant un premier collecteur (11) selon l’une quelconque des revendications précédentes, un deuxième collecteur (12) et un faisceau de tubes (7a, 7b) interposés entre le premier collecteur (11) et le deuxième collecteur (12).
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