EP4630264A1 - Vehicule semi-hybride comportant un circuit de refroidissement basse temperature - Google Patents

Vehicule semi-hybride comportant un circuit de refroidissement basse temperature

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Publication number
EP4630264A1
EP4630264A1 EP23822429.9A EP23822429A EP4630264A1 EP 4630264 A1 EP4630264 A1 EP 4630264A1 EP 23822429 A EP23822429 A EP 23822429A EP 4630264 A1 EP4630264 A1 EP 4630264A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hybrid vehicle
semi
power battery
cooling circuit
cell
Prior art date
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Pending
Application number
EP23822429.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Ludovic Gaudichon
Jean Pierre CHEMISKY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stellantis Auto SAS
Original Assignee
Stellantis Auto SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Stellantis Auto SAS filed Critical Stellantis Auto SAS
Publication of EP4630264A1 publication Critical patent/EP4630264A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
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    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/667—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an electronic component, e.g. a CPU, an inverter or a capacitor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/61—Arrangements of controllers for electric machines, e.g. inverters

Definitions

  • One aspect of the invention relates to a semi-hybrid vehicle comprising a low temperature cooling circuit, in particular a power battery and an inverter of an electric traction machine.
  • Such a semi-hybrid vehicle is better known by the acronym MHEV (for “Mild Hybrid Electric Vehicle” in English) and can include a power battery with a voltage of 48V.
  • An electric mode also sometimes called “ZEV” acronym in English for “Zero Emission Vehicle”, in which the vehicle is propelled and/or towed by the electric traction machine without the intervention of a thermal engine;
  • a hybrid mode in which the vehicle is towed and/or propelled simultaneously by means of the thermal engine and the electric traction machine.
  • the power battery associated with the electric traction machine must not have a temperature higher than a maximum use temperature.
  • a low temperature cooling circuit In order to cool the power battery, it is known from the state of the art to equip the vehicle with a low temperature cooling circuit.
  • the circuit low temperature cooling according to the prior art is the only cooling circuit used to cool the power battery. If the demands on the electric traction machine and the inverter are significant, the temperature of the coolant contained in the low-temperature cooling circuit increases rapidly until it approaches or reaches a limit operating temperature.
  • a solution for lowering the temperature of the coolant of the low temperature cooling circuit is to install, in the latter, a radiator and a thermostat upstream of the radiator in order to control the circulation of coolant through the radiator.
  • This radiator and this thermostat aim to limit the rise in temperature of the coolant circulating in the low temperature cooling circuit.
  • the aim of the invention is in particular to propose a semi-hybrid type vehicle comprising a low temperature cooling circuit having a reduced footprint.
  • the invention thus relates, in its broadest acceptance, to a semi-hybrid vehicle comprising a low temperature cooling circuit passing through a heat exchanger arranged to cool a cooling fluid of the cooling circuit.
  • low temperature cooling an inverter of an electric traction machine of the semi-hybrid vehicle, a first line of a power battery arranged to supply energy to the electric traction machine, a DC-DC converter arranged to recharge a service battery of said semi-hybrid vehicle by means of the battery power, and a pump arranged to force circulation of the cooling fluid in the low temperature cooling circuit.
  • the semi-hybrid vehicle according to this aspect of the invention is remarkable in that the low temperature cooling circuit comprises a second pipe connected at the output of the inverter and at the inlet of the heat exchanger, the second pipe being opposite a cooling radiator of a thermal engine arranged in an accessory facade of the semi-hybrid vehicle and in that the low temperature cooling circuit contains a volume of coolant defined to limit an increase in temperature coolant at +5°C during an electric driving phase of between 55 and 65 seconds.
  • the inverter greatly increases the temperature of the cooling fluid when the vehicle is in an electric driving phase.
  • the passage of the second pipe opposite the cooling radiator of the thermal engine makes it possible to effectively cool the cooling fluid circulating in the second pipe, and more particularly the cooling fluid leaving the inverter.
  • the volume of coolant defined to limit an increase in temperature of said coolant to +5°C during an electric driving phase of between 55 and 65 seconds makes it possible to facilitate cooling of the coolant. cooling without the need for a radiator installed in the low temperature cooling circuit.
  • the radiator and the thermostat usually installed in the low temperature cooling circuit of the state of the art are eliminated thanks to this particular arrangement.
  • the vehicle according to the invention may have one or more complementary characteristics among the following, considered individually or in all technically possible combinations.
  • the coolant has a volume of between 1.7 liters and 1.9 liters.
  • the cooling liquid is composed of 45% to 55% water and 45 to 55% glycol.
  • the pump is arranged to generate,
  • the power battery has a thermal resistance of less than 0.05 K/W.
  • the power battery has a chemistry comprising a cobalt level of between 30 and 35%.
  • the power battery comprises a casing provided with a wall in which a first pipe is provided.
  • the casing contains cells, each cell comprising an electrolyte completely filling said cell.
  • each cell comprises cell walls whose thickness is between 1.8 mm and 2.2 mm.
  • each cell comprises an electrical insulator disposed between a winding of said cell and the cell walls, said electrical insulator being formed by a polyimide.
  • FIG. 1 illustrates, schematically, a non-limiting embodiment of a semi-hybrid type vehicle according to the invention.
  • FIG. 2 illustrates, schematically, a non-limiting embodiment of a power battery equipping a semi-hybrid type vehicle according to the invention.
  • FIG. 3 illustrates, schematically, a wall of a casing of the power battery illustrated in Figure 2.
  • FIG. 4 illustrates, schematically, a cell of the power battery illustrated in Figure 2.
  • Figure 1 illustrates a semi-hybrid vehicle 1 provided with a low temperature cooling circuit 2 in which a cooling fluid circulates. This cooling fluid is formed by a heat transfer fluid.
  • semi-hybrid vehicle means a hybrid vehicle comprising a “small” electric traction machine powered for example by 48V or 24V.
  • the semi-hybrid vehicle 1 illustrated in Figure 1 further comprises a heat exchanger 3 arranged to cool the cooling fluid of the low temperature cooling circuit 2, this heat exchanger 3 is also known by the English terminology of Chiller.
  • the heat exchanger 3 is arranged to cool the coolant of a high temperature cooling circuit (not illustrated) that the semi-hybrid vehicle 1 includes.
  • the high temperature cooling circuit is used to , in particular cooling the temperature of the thermal engine of the semi-hybrid vehicle 1.
  • the semi-hybrid vehicle 1 also includes an inverter 4 of an electric traction machine (not shown) of the semi-hybrid vehicle 1.
  • the inverter 4 when the temperature of the inverter 4 is between 35°C and 40°C and it is used for electric driving for 60 seconds, the inverter 4 is arranged to generate a loss of around 150W.
  • the inverter 4 can be thermally isolated from the electric traction machine.
  • the inverter 4 may include a plastic casing thermally insulating it from the electric traction machine.
  • the semi-hybrid vehicle 1 also includes a power battery 5 arranged to supply energy to the electric traction machine.
  • the power battery 5 can for example be of the 48V or 24V type.
  • the power battery 5 has a thermal resistance of less than 0.05KW, for example 0.04 K/W. This low thermal resistance makes it possible to limit the temperature difference to 5°C between the power battery 5 and the coolant contained in the low temperature cooling circuit 2.
  • the power battery 5 in order to obtain this low thermal resistance of 0.04KW, the power battery 5 comprises a casing 6 containing cells 7.
  • a first pipe 8 for the passage of the liquid cooling is provided directly in the walls 9 of said casing 6.
  • the cooling liquid circulates as close as possible to the cells 7 to be cooled.
  • the casing 6 can be made of aluminum.
  • Figure 3 illustrates such a casing wall 9.
  • the first pipe 8 is formed in this non-limiting embodiment by two U-shaped channels.
  • a thermal paste 10 is placed between the walls 11 of the cell 7 and the casing 6 of the power battery 5.
  • This paste thermal paste 10 can also be placed between the bottom of the casing 6 and the bottom of the cell 7. This thermal paste 10 facilitates heat conduction between the cells 7 and the casing 6.
  • each cell wall 11 has a thickness of between 1.8 mm and 2.2 mm, typically 2 mm. This significant thickness makes it possible to drain the heat from the long sides of the cell 7 towards the walls 9 of the casing.
  • Each cell 7 of the power battery 5 comprises an electrical insulator 12 disposed between a winding 13 which the cell 7 comprises and the walls 11 thereof.
  • This winding 13 is better known under the Anglo-Saxon terminology of “Jelly-roll”.
  • the electrical insulator 12 is formed by a polyimide. Polymide is an excellent conductor of heat and it makes it possible to obtain an electrical insulator 12 whose thickness is thin.
  • each cell 7 is filled with an electrolyte 14.
  • the electrolyte 14 reaches a maximum level in the cell 7. In other words, the electrolyte 14 is at the edge of the cell 7. This high level allows the heat from the winding 13 to be conducted as much as possible towards the cell walls 11.
  • the power battery 5 has a chemistry comprising a cobalt level of between 30 and 35%, typically 33%.
  • the chemistry used in the invention has a high level of cobalt authorizing use of the power battery 5 at a temperature of the order of 45 ° C without the 'cause damage.
  • the semi-hybrid vehicle 1 also includes a DC-DC converter 15 (or DC/DC converter) arranged to recharge a utility battery (not illustrated) of the semi-hybrid vehicle 1 by means of the power battery 5.
  • a DC-DC converter 15 or DC/DC converter
  • the DC-DC converter 15 when the temperature of the DC-DC converter 15 is between 35°C and 40°C and it is driven electrically for 60 seconds, the DC-DC converter 15 is arranged to generate a loss of around 80W.
  • the semi-hybrid vehicle 1 further comprises a pump 16 arranged to force circulation of the cooling fluid in the low temperature cooling circuit 2.
  • the pump 16 is further arranged to generate,
  • the threshold temperature is between 43°C and 47°C, typically 45°C.
  • the first flow rate can be between 2.8L/min and 3.2L/min, typically 3L/min.
  • the second flow rate can be between 5.8L/min and 6.2L/min, typically 6L/min.
  • the semi-hybrid vehicle 1 also comprises a thermal engine 17, a passenger compartment 18 and a radiator 19 for cooling the thermal engine 17.
  • the cooling radiator 19 is part of the high temperature cooling circuit and not of the low cooling circuit. temperature 2.
  • the low temperature cooling circuit 2 comprises a set of pipes in which the cooling fluid circulates.
  • the low temperature cooling circuit 2 comprises a first pipe 8 formed directly in the casing 6 of the power battery 5.
  • the low temperature cooling circuit 2 also includes a second pipe 20 connected to the output of the inverter 4 and to the input of the heat exchanger 3.
  • the second pipe 20 is opposite the radiator 19 for cooling the thermal engine 17 disposed in an accessory facade 21 of the semi-hybrid vehicle 1, and in particular is transverse to the flow of air passing through it.
  • the radiator 19 in front of or behind this radiator 19 depending on the direction of air circulation.
  • the accessory facade 21 corresponds to the front face of the semi-hybrid vehicle 1.
  • the low temperature cooling circuit 2 comprises:
  • a fourth pipe 23 connected to the pump 16 and to the first pipe 8 provided in the casing 6 of the power battery 5;
  • a fifth pipe 24 connected to the first pipe 8 and to the converter 15;
  • a sixth pipe 25 connected to converter 15 and to inverter 4.
  • the low temperature cooling circuit 2 contains a volume of coolant defined to limit an increase in temperature of the coolant to +5°C during an electric driving phase of between 55 and 65 seconds, typically 60 seconds.
  • This volume can be between 1.7 liters and 1.9 liters, typically 1.8 liters. This quantity makes it possible to form enough heat capacity to limit a temperature rise to 5°C between the start and the end of a 60-second phase of electric driving.
  • the coolant is composed of 50% water and 50% glycol.

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Abstract

Un aspect de l'invention concerne un véhicule semi-hybride 1 comportant un circuit de refroidissement basse température 2 passant par un échangeur de chaleur 3, un onduleur 4, une première conduite 8 d'une batterie de puissance 5, un convertisseur continu-continu 15, et une pompe 16, ledit véhicule 1 étant remarquable en ce que : Le circuit de refroidissement basse température 2 comporte une deuxième conduite 20 connectée en sortie dudit onduleur 4 et en entrée dudit échangeur de chaleur 3, ladite deuxième conduite 20 étant en vis à vis d'un radiateur 19 de refroidissement d'un moteur thermique 17 disposé dans une façade accessoires 21 dudit véhicule 1, et en ce que Le circuit de refroidissement basse température 2 contient un volume de liquide de refroidissement défini pour limiter une augmentation de température du liquide de refroidissement à +5°C lors d'une phase de roulage électrique comprise entre 55 et 65 secondes.

Description

DESCRIPTION
TITRE DE L’INVENTION : VEHICULE SEMI-HYBRIDE COMPORTANT UN CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT BASSE TEMPERATURE
[0001] La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2212900 déposée le 07.12.2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
[0002] Un aspect de l’invention se rapporte à un véhicule semi-hybride comportant un circuit de refroidissement basse température, notamment d’une batterie de puissance et d’un onduleur d’une machine électrique de traction.
[0003] Un tel véhicule semi-hybride est plus connu par l’acronyme MHEV (pour « Mild Hybrid Electric Véhicle » en anglais) et peut comporter une batterie de puissance présentant une tension de 48V.
[0004] D'une manière générale, on distingue différents modes de fonctionnement pour un véhicule semi-hybride, à savoir :
Un mode électrique, aussi parfois appelé « ZEV » acronyme en anglais de « Zero Emission Véhiculé », dans lequel le véhicule est propulsé et/ou tracté par la machine électrique de traction sans intervention d’un moteur thermique ;
Un mode thermique dans lequel le véhicule est tracté et/ou propulsé au moyen du seul moteur thermique sans intervention de la machine électrique de traction ; et
Un mode hybride dans lequel le véhicule est tracté et/ou propulsé simultanément au moyen du moteur thermique et de la machine électrique de traction.
[0005] En utilisation, la batterie de puissance associée à la machine électrique de traction ne doit pas présenter une température supérieure à une température maximale d'utilisation. Afin de refroidir la batterie de puissance, il est connu de l’état de la technique d’équiper le véhicule d’un circuit de refroidissement basse température. Lorsque le véhicule roule en mode électrique, le circuit de refroidissement basse température selon l'art antérieur est le seul circuit de refroidissement utilisé pour refroidir la batterie de puissance. Si les sollicitations de la machine électrique de traction et de l’onduleur sont importantes, la température du liquide de refroidissement contenu dans le circuit de refroidissement basse température augmente rapidement jusqu'à se rapprocher ou atteindre une température limite de fonctionnement.
[0006] Comme décrit dans le document FR-A1 -3061110, une solution pour abaisser la température du liquide de refroidissement du circuit de refroidissement basse température est d’implanter, dans ce dernier, un radiateur et un thermostat en amont du radiateur afin de contrôler la circulation du liquide de refroidissement à travers le radiateur. Ce radiateur et ce thermostat visent à limiter la montée en température du liquide de refroidissement circulant dans le circuit de refroidissement basse température.
[0007] Cependant, l'espace disponible à l'avant d’un véhicule semi-hybride pour l'implantation du radiateur du circuit de refroidissement basse température est souvent limité. Les contraintes d'implantation sont accrues dans le cas d'un véhicule semi-hybride avec la présence, outre du moteur thermique, de la machine électrique de traction, des organes de puissance et de la batterie de puissance. Une telle solution n'est par conséquent pas satisfaisante tant pour des raisons d'encombrement que de coût.
[0008] Le but de l'invention est notamment de proposer un véhicule de type semi- hybride comportant un circuit de refroidissement basse température présentant un encombrement réduit.
[0009] Dans ce contexte, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un véhicule semi-hybride comportant un circuit de refroidissement basse température passant par un échangeur de chaleur agencé pour refroidir un fluide de refroidissement du circuit de refroidissement basse température, un onduleur d’une machine électrique de traction du véhicule semi-hybride, une première conduite d’une batterie de puissance agencée pour fournir de l’énergie à la machine électrique de traction, un convertisseur continu-continu agencé pour recharger une batterie de servitude dudit véhicule semi-hybride au moyen de la batterie de puissance, et une pompe agencée pour forcer une circulation du fluide de refroidissement dans le circuit de refroidissement basse température.
[0010] Le véhicule semi-hybride selon cet aspect de l’invention est remarquable en ce que le circuit de refroidissement basse température comporte une deuxième conduite connectée en sortie de l’onduleur et en entrée de l’échangeur de chaleur, la deuxième conduite étant en vis à vis d’un radiateur de refroidissement d’un moteur thermique disposé dans une façade accessoires du véhicule semi-hybride et en ce que le circuit de refroidissement basse température contient un volume de liquide de refroidissement défini pour limiter une augmentation de température du liquide de refroidissement à +5°C lors d’une phase de roulage électrique comprise entre 55 et 65 secondes.
[0011] L’onduleur augmente fortement la température du fluide de refroidissement lorsque le véhicule est dans une phase de roulage électrique. Ainsi, le passage de la deuxième conduite en vis-à-vis du radiateur de refroidissement du moteur thermique permet de refroidir efficacement le fluide de refroidissement circulant dans la deuxième conduite, et plus particulièrement du fluide de refroidissement sortant de l’onduleur.
[0012] En outre, le volume de liquide de refroidissement défini pour limiter une augmentation de température dudit liquide de refroidissement à +5°C lors d’une phase de roulage électrique comprise entre 55 et 65 secondes permet de faciliter le refroidissement du liquide de refroidissement sans qu’il ne soit nécessaire de faire appel à un radiateur implanté dans le circuit de refroidissement basse température. Ainsi, le radiateur et le thermostat habituellement implantés dans le circuit de refroidissement basse température de l’état de la technique sont supprimés grâce à cet agencement particulier.
[0013] L’encombrement et le coût du circuit de refroidissement basse température selon cet aspect de l’invention sont en outre réduits.
[0014] Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le véhicule selon l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. [0015] Selon un aspect non limitatif de l’invention, le liquide de refroidissement présente un volume compris entre 1 ,7 litre et 1 ,9 litre.
[0016] Selon un aspect non limitatif de l’invention, le liquide de refroidissement est composé de 45% à 55% d’eau et de 45 à 55% de glycol.
[0017] Selon un aspect non limitatif de l’invention, la pompe est agencée pour générer,
Un premier débit lorsque la température de la batterie de puissance ou du liquide de refroidissement est inférieure à une température seuil ; et
Un deuxième débit supérieur audit premier débit lorsque la température de ladite batterie de puissance ou dudit liquide de refroidissement est supérieure à ladite température seuil.
[0018] Selon un aspect non limitatif de l’invention, la batterie de puissance présente une résistance thermique inférieure à 0.05 K/W.
[0019] Selon un aspect non limitatif de l’invention, la batterie de puissance présente une chimie comportant un taux de cobalt compris entre 30 et 35%.
[0020] Selon un aspect non limitatif de l’invention, la batterie de puissance comporte un carter muni d’une paroi dans laquelle est ménagée une première conduite.
[0021] Selon un aspect non limitatif de l’invention, le carter contient des cellules, chaque cellule comportant un électrolyte remplissant totalement ladite cellule.
[0022] Selon un aspect non limitatif de l’invention, chaque cellule comporte des parois de cellule dont l’épaisseur est comprise entre 1 ,8 mm et 2, 2 mm.
[0023] Selon un aspect non limitatif de l’invention, chaque cellule comporte un isolant électrique disposé entre un enroulement de ladite cellule et les parois de cellule, ledit isolant électrique étant formé par un polyimide.
[0024] L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
[0025] [Fig. 1] illustre, de façon schématique, un exemple de réalisation non limitatif d’un véhicule de type semi-hybride selon l’invention. [0026] [Fig. 2] illustre, de façon schématique, un exemple de réalisation non limitatif d’une batterie de puissance équipant un véhicule de type semi-hybride selon l’invention.
[0027] [Fig. 3] illustre, de façon schématique, une paroi d’un carter de la batterie de puissance illustrée à la figure 2.
[0028] [Fig. 4] illustre, de façon schématique, une cellule de la batterie de puissance illustrée à la figure 2.
[0029] Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.
[0030] Plus particulièrement, la figure 1 illustre un véhicule semi-hybride 1 muni d’un circuit de refroidissement basse température 2 dans lequel circule un fluide de refroidissement. Ce fluide de refroidissement est formé par un fluide caloporteur.
[0031] On entend par véhicule semi-hybride un véhicule hybride comportant une « petite » machine électrique de traction alimentée par exemple en 48V ou en 24V.
[0032] Le véhicule semi-hybride 1 illustré à la figure 1 comporte en outre un échangeur de chaleur 3 agencé pour refroidir le fluide de refroidissement du circuit de refroidissement basse température 2, cet échangeur de chaleur 3 est également connu sous la terminologie anglaise de Chiller.
[0033] Par ailleurs, l’échangeur de chaleur 3 est agencé pour refroidir le liquide de refroidissement d’un circuit de refroidissement haute température (non illustré) que comporte le véhicule semi-hybride 1. Le circuit de refroidissement haute température est utilisé pour, notamment refroidir la température du moteur thermique du véhicule semi-hybride 1 .
[0034] Le véhicule semi-hybride 1 comporte également un onduleur 4 d’une machine électrique de traction (non représentée) du véhicule semi-hybride 1 .
[0035] Dans un exemple de réalisation non limitatif, lorsque la température de l’onduleur 4 est comprise entre 35°C et 40°C et qu’il est sollicité en roulage électrique pendant 60 secondes, l’onduleur 4 est agencé pour engendrer une perte de l’ordre de 150W.
[0036] Afin d’améliorer le refroidissement du fluide de refroidissement, l’onduleur 4 peut être isolé thermiquement de la machine électrique de traction. A cette fin, l’onduleur 4 peut comporter un carter en plastique l’isolant thermiquement de la machine électrique de traction.
[0037] Le véhicule semi-hybride 1 comporte également une batterie de puissance 5 agencée pour fournir de l’énergie à la machine électrique de traction. De façon non limitative, la batterie de puissance 5 peut par exemple être de type 48V ou 24V.
[0038] Dans un exemple de réalisation non limitatif, la batterie de puissance 5 présente une résistance thermique inférieure à 0,05KW, par exemple de 0.04 K/W. Cette faible résistance thermique permet de limiter la différence de température à 5°C entre la batterie de puissance 5 et le liquide de refroidissement contenu dans le circuit de refroidissement basse température 2.
[0039] Dans un exemple de réalisation illustré à la figure 2, afin d’obtenir cette faible résistance thermique de 0,04KW, la batterie de puissance 5 comporte un carter 6 contenant des cellules 7. Une première conduite 8 pour le passage du liquide de refroidissement est ménagée directement dans les parois 9 dudit carter 6. Ainsi, le liquide de refroidissement circule au plus près des cellules 7 à refroidir. Le carter 6 peut être en aluminium.
[0040] La figure 3 illustre une telle paroi 9 de carter. La première conduite 8 est formée dans cet exemple de réalisation non limitatif, par deux canaux en forme de U.
[0041] En outre, comme illustré à la figure 4 illustrant une cellule 7 de la batterie de puissance 5, une pâte thermique 10 est disposée entre les parois 11 de la cellule 7 et le carter 6 de la batterie de puissance 5. Cette pâte thermique 10 peut également être disposée entre le fond du carter 6 et le fond de la cellule 7. Cette pâte thermique 10 facilite la conduction de chaleur entre les cellules 7 et le carter 6.
[0042] Dans une mise en œuvre non limitative, chaque paroi 11 de cellule présente une épaisseur comprise entre 1 ,8 mm et 2, 2 mm, typiquement 2 mm. Cette épaisseur importante permet de drainer la chaleur des grands côtés de la cellule 7 vers les parois 9 de carter.
[0043] Chaque cellule 7 de la batterie de puissance 5 comporte un isolant électrique 12 disposé entre un enroulement 13 que comporte la cellule 7 et les parois 11 de celle-ci. Cet enroulement 13 est plus connu sous la terminologie anglo-saxonne de « Jelly-roll ». Dans un exemple de réalisation non limitatif, l’isolant électrique 12 est formé par un polyimide. Le polymide est un excellent conducteur de chaleur et il permet d’obtenir un isolant électrique 12 dont l’épaisseur est fine.
[0044] En outre, chaque cellule 7 est remplie d’un électrolyte 14. L’électrolyte 14 atteint un niveau maximal dans la cellule 7. Dit autrement, l’électrolyte 14 est à raz- bord de la cellule 7. Ce niveau élevé permet de conduire au maximum la chaleur de l’enroulement 13 vers les parois 11 de cellule.
[0045] Dans un exemple de réalisation non limitatif, la batterie de puissance 5 présente une chimie comportant un taux de cobalt compris entre 30 et 35%, typiquement 33%. De façon comparative aux batteries de puissance de l’état de la technique, la chimie utilisée dans l’invention présente un fort taux de cobalt autorisant une utilisation de la batterie de puissance 5 à une température de l’ordre de 45°C sans l’endommager.
[0046] Le véhicule semi-hybride 1 comporte également un convertisseur continu- continu 15 (ou convertisseur DC/DC) agencé pour recharger une batterie de servitude (non illustrée) du véhicule semi-hybride 1 au moyen de la batterie de puissance 5.
[0047] Dans un exemple de réalisation non limitatif, lorsque la température du convertisseur continu-continu 15 est comprise entre 35°C et 40°C et qu’il est sollicité en roulage électrique pendant 60 secondes, le convertisseur continu- continu 15 est agencé pour engendrer une perte de l’ordre de 80W.
[0048] Le véhicule semi-hybride 1 comporte en outre une pompe 16 agencée pour forcer une circulation du fluide de refroidissement dans le circuit de refroidissement basse température 2. La pompe 16 est en outre agencée pour générer,
Un premier débit lorsque la température de la batterie de puissance 5 ou du liquide de refroidissement est inférieure à une température seuil, et
Un deuxième débit supérieur audit premier débit lorsque la température de la batterie de puissance 5 ou du liquide de refroidissement est supérieure à ladite température seuil.
[0049] Dans un exemple de réalisation, la température seuil est comprise entre 43°C et 47°C, typiquement 45°C. [0050] Le premier débit peut être compris entre 2,8L/min et 3,2L/min, typiquement 3L/min.
[0051] Le deuxième débit peut quant à lui être compris entre 5,8L/min et 6,2L/min, typiquement 6L/min.
[0052] Le véhicule semi-hybride 1 comporte également un moteur thermique 17, un habitacle 18 et un radiateur 19 de refroidissement du moteur thermique 17. Le radiateur 19 de refroidissement fait partie du circuit de refroidissement haute température et non du circuit de refroidissement basse température 2.
[0053] Le circuit de refroidissement basse température 2 comporte un ensemble de conduites dans lesquelles circule le fluide de refroidissement.
[0054] On a pu voir que le circuit de refroidissement basse température 2 comporte une première conduite 8 formée directement dans le carter 6 de la batterie de puissance 5.
[0055] Le circuit de refroidissement basse température 2 comporte également une deuxième conduite 20 connectée en sortie de l’onduleur 4 et en entrée de l’échangeur de chaleur 3.
[0056] Il convient de noter que la deuxième conduite 20 est en vis à vis du radiateur 19 de refroidissement du moteur thermique 17 disposé dans une façade accessoire 21 du véhicule semi-hybride 1 , et en particulier est transversale au flux d’air traversant le radiateur 19, devant ou derrière ce radiateur 19 selon le sens de circulation de l’air. La façade accessoires 21 correspond à la face avant du véhicule semi-hybride 1 . Ainsi, lorsque le véhicule semi-hybride 1 se déplace, l’air ambiant et/ou l’air issu du radiateur 19 participe à un échange thermique par convection autour de la paroi de la deuxième conduite 20, et donc participe au refroidissement du fluide de refroidissement traversant la deuxième conduite 20.
[0057] En outre, le circuit de refroidissement basse température 2 comporte :
Une troisième conduite 22 connectée à l’échangeur de chaleur 3 et à la pompe 16, la pompe 16 étant disposée entre le moteur thermique 17 et l’habitacle 18 du véhicule semi-hybride 1 ;
Une quatrième conduite 23 connectée à la pompe 16 et à la première conduite 8 ménagée dans le carter 6 de la batterie de puissance 5 ; Une cinquième conduite 24 connectée à la première conduite 8 et au convertisseur 15 ; et
Une sixième conduite 25 connectée au convertisseur 15 et à l’onduleur 4.
[0058] Il convient de noter que le circuit de refroidissement basse température 2 contient un volume de liquide de refroidissement défini pour limiter une augmentation de température du liquide de refroidissement à +5°C lors d’une phase de roulage électrique comprise entre 55 et 65 secondes, typiquement 60 secondes. Ce volume peut être compris entre 1 ,7 litre et 1 ,9 litre, typiquement 1 ,8 litre. Cette quantité permet de former suffisamment de capacité calorifique pour limiter une élévation de température à 5°C entre le début et la fin d’une phase de 60 secondes de roulage électrique.
[0059] Dans un exemple de réalisation, le liquide de refroidissement est composé de 50% d’eau et de 50% de glycol.
[0060] Les différents aspects de l’invention susmentionnés présentent de nombreux avantages. Parmi ceux-ci, on peut citer :
Améliorer le refroidissement du liquide de refroidissement d’un circuit de refroidissement basse température ; et
Diminuer le cout et l’encombrement du circuit de refroidissement basse température en supprimant le radiateur équipant habituellement ce type de circuit de refroidissement basse température.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Véhicule semi-hybride (1 ) comportant un circuit de refroidissement basse température (2) passant par un échangeur de chaleur (3) agencé pour refroidir un fluide de refroidissement dudit circuit de refroidissement basse température (2), un onduleur (4) d’une machine électrique de traction dudit véhicule semi-hybride (1 ), une première conduite (8) d’une batterie de puissance (5) agencée pour fournir de l’énergie à ladite machine électrique de traction, un convertisseur continu-continu (15) agencé pour recharger une batterie de servitude dudit véhicule semi-hybride (1 ) au moyen de ladite batterie de puissance (5), et une pompe (16) agencée pour forcer une circulation dudit fluide de refroidissement dans ledit circuit de refroidissement basse température (2), ledit véhicule semi-hybride (1 ) étant caractérisé en ce que ledit circuit de refroidissement basse température (2) comporte une deuxième conduite (20) connectée en sortie dudit onduleur (4) et en entrée dudit échangeur de chaleur (3), ladite deuxième conduite (20) étant en vis-à-vis d’un radiateur (19) de refroidissement d’un moteur thermique (17) disposé dans une façade accessoires (21 ) dudit véhicule semi-hybride (1 ) et en ce que ledit circuit de refroidissement basse température (2) contient un volume de liquide de refroidissement défini pour limiter une augmentation de température dudit liquide de refroidissement à +5°C lors d’une phase de roulage électrique comprise entre 55 et 65 secondes.
[Revendication 2] Véhicule semi-hybride (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le liquide de refroidissement présente un volume compris entre 1 ,7 litre et 1 ,9 litre.
[Revendication s] Véhicule semi-hybride (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le liquide de refroidissement est composé de 45% à 55% d’eau et de 45% à 55% de glycol.
[Revendication 4] Véhicule semi-hybride (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pompe (16) est agencée pour générer, Un premier débit lorsque la température de la batterie de puissance (5) ou du liquide de refroidissement est inférieure à une température seuil ; et
- Un deuxième débit supérieur audit premier débit lorsque la température de ladite batterie de puissance (5) ou dudit liquide de refroidissement est supérieure à ladite température seuil.
[Revendication s] Véhicule semi-hybride (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la batterie de puissance
(5) présente une résistance thermique inférieure à 0.05 K/W.
[Revendication 6] Véhicule semi-hybride (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la batterie de puissance (5) présente une chimie comportant un taux de cobalt compris entre 30 et 35%.
[Revendication 7] Véhicule semi-hybride (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la batterie de puissance (5) comporte un carter (6) muni d’une paroi (9) dans laquelle est ménagée la première conduite (8).
[Revendication 8] Véhicule semi-hybride (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le carter (6) contient des cellules (7), chaque cellule (7) comportant un électrolyte (14) remplissant totalement ladite cellule (7).
[Revendication 9] Véhicule semi-hybride (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque cellule (7) comporte des parois (11 ) de cellule dont l’épaisseur est comprise entre 1 ,8 mm et 2, 2 mm.
[Revendication 10] Véhicule semi-hybride (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque cellule (7) comporte un isolant électrique (12) disposé entre un enroulement (13) de ladite cellule (7) et les parois (11 ) de cellule, ledit isolant électrique (12) étant formé par un polyimide.
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