EP4777356A1 - Circuit de fluide caloporteur - Google Patents

Circuit de fluide caloporteur

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Publication number
EP4777356A1
EP4777356A1 EP24768579.5A EP24768579A EP4777356A1 EP 4777356 A1 EP4777356 A1 EP 4777356A1 EP 24768579 A EP24768579 A EP 24768579A EP 4777356 A1 EP4777356 A1 EP 4777356A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
loop
fluid
circuit
flow direction
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24768579.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Rody EL-CHAMMAS
Muriel Porto
Laurent Delaforge
Rabih MURR
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.)
Valeo Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Electrification SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Electrification SAS filed Critical Valeo Electrification SAS
Publication of EP4777356A1 publication Critical patent/EP4777356A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00885—Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01P3/20—Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
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    • F01P2007/143—Controlling of coolant flow the coolant being liquid using restrictions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2050/00—Applications
    • F01P2050/24—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to the field of motor vehicles and more particularly to a heat transfer fluid circuit for a hybrid or electric motor vehicle.
  • the temperature control of the passenger compartment and/or various components uses, directly and/or indirectly, a heat transfer fluid circuit.
  • single-way pumps and multi-way valves for example three-way, have already been proposed, which allow several operating modes to be implemented.
  • One of the aims of the present invention is therefore to at least partially remedy the drawbacks of the prior art and to propose an improved circuit.
  • the present invention relates to a heat transfer fluid circuit comprising a first heat transfer fluid flow loop, this first loop comprising a first pump and a plurality of heat exchangers, the circuit further comprising a second heat transfer fluid flow loop, this second loop comprising a second pump and a plurality of heat exchangers, the circuit further comprising a plurality of branches, each of the branches connecting the first and second loops together at different locations, at least one of the first and second pumps being a reversible flow pump, the circuit further comprising non-return members, the circuit being configured to switch from a first operating mode corresponding to a first circulation of the fluid to another operating mode corresponding to another circulation of the fluid by controlling a direction of flow of the fluid using the pumps.
  • the invention also ensures a reduction in costs.
  • the non-return devices have the particularity of being purely mechanical and do not require a control device to influence the circulation of the fluid.
  • the heat transfer fluid circuit according to the invention may comprise one or more of the following features, taken in isolation from one another or in combination with one another:
  • the heat exchangers of the first loop comprise a device for electrically heating the heat transfer fluid, a heat exchanger, called a bi-fluid heat exchanger, enabling heat exchange between the heat transfer fluid and another fluid and a heat exchanger, called a battery heat exchanger, enabling thermoregulation of an electrical energy storage device using the heat transfer fluid;
  • the heat exchangers of the second loop comprise a heat exchanger, called a machine heat exchanger, enabling thermoregulation of a machine and/or electrical components using the heat transfer fluid and a radiator, enabling heat exchange between the heat transfer fluid and an air flow;
  • the first pump is monodirectional and the second pump is reversible;
  • the plurality of branches comprises a first and a second branch;
  • the first loop is configured so that the fluid flows successively, in this order, in the first pump, the electric heating device, the battery heat exchanger and the bi-flu
  • the invention also relates to a thermal management system for a hybrid or electric vehicle comprising at least one heat transfer fluid circuit as described above.
  • FIG. 1 schematically illustrates an example of a heat transfer fluid circuit according to the invention
  • FIG. 2 schematically illustrates a first and a second mode of operation of the circuit of Figure 1
  • FIG. 3 schematically illustrates a third mode of operation of the circuit of Figure 1,
  • FIG. 4 schematically illustrates a fourth mode of operation of the circuit of Figure 1
  • FIG. 5 schematically illustrates a fifth mode of operation of the circuit of Figure 1
  • FIG. 6 schematically illustrates a sixth mode of operation of the circuit of Figure 1
  • FIG. 7 schematically illustrates a seventh mode of operation of the circuit of Figure 1
  • FIG. 8 schematically illustrates an eighth mode of operation of the circuit of Figure 1
  • FIG. 9 schematically illustrates a ninth mode of operation of the circuit of Figure 1, and
  • FIG. 10 schematically illustrates a tenth mode of operation of the circuit of Figure 1.
  • the invention relates to a heat transfer fluid circuit 100 comprising a first loop 10 for circulating the heat transfer fluid, the first loop 10 comprising a first pump 11 and a plurality of heat exchangers 12, 13, 14.
  • the circuit 100 further comprises a second loop 20 for circulating the heat transfer fluid, the second loop 20 comprising a second pump 21 and a plurality of heat exchangers 22, 23.
  • the circuit 100 further comprises a plurality of branches 30, 40, each of these branches 30, 40 connecting the first loop 10 and the second loop 20 to each other at different locations.
  • At least one of the first and second pumps 11, 21 is a reversible flow pump.
  • the circuit 100 further comprises non-return members 50a, 50b.
  • the circuit 100 is configured to switch from a first operating mode corresponding to a first circulation of the fluid to another operating mode corresponding to another circulation of the fluid by controlling a flow direction F1, F2, F3 of the fluid using the pumps 11, 21. This means that at least one of the pumps is reversible and allows the fluid to circulate alternately in one direction or another through the pump in question and therefore in the associated circuit.
  • the heat exchangers 12, 13, 14 of the first loop 10 comprise an electric heating device 12 for the heat transfer fluid, a heat exchanger 14, called bi-fluid, allowing heat exchange between the heat transfer fluid and another fluid, and a heat exchanger 13, called batteries, allowing thermoregulation of an electrical energy storage device using the heat transfer fluid.
  • said heat exchanger 13 of the electrical energy storage device is integrated into this storage device and allows the heat transfer fluid to pass through the storage device, cooling or heating it.
  • the heat transfer fluid is then preferably a dielectric fluid so that it can be brought into contact with the electrical components of the electrical energy storage device.
  • a specific thermal regulation circuit of the electrical energy storage device comprises the heat exchanger 13 of the electrical energy storage device and this storage device as well as a specific pump for driving a thermal regulation fluid flowing through the specific circuit.
  • the exchanger 13 of the electrical energy storage device is then intended for a heat exchange between the heat transfer fluid and the thermal regulation fluid.
  • the thermal regulation fluid is then preferably a dielectric fluid and the heat transfer fluid is advantageously water with added antifreeze.
  • the electrical energy storage device is formed, for example, of one or more electric batteries.
  • the bi-fluid heat exchanger 14 is configured so that the other fluid is a refrigerant of a circuit, not shown, allowing the refrigerant to execute a thermodynamic cycle.
  • the bi-fluid heat exchanger 14 then fulfills the function of evaporator of the refrigerant using calories transferred by the heat transfer fluid to the refrigerant.
  • the machine heat exchanger 23 allows direct thermoregulation of the machine and/or electrical components if the heat transfer fluid of the heat transfer fluid circuit 100 is a dielectric fluid.
  • a specific thermoregulation fluid circuit is provided, possibly the same as for the electrical energy storage device.
  • each of the loops 10, 20 can be active or inactive, that is to say, allow a heat exchange or not.
  • first and second pumps 11, 21 can be active or inactive.
  • active then means that the pump in question is in operation while the term “inactive” means that the pump in question is not in operation.
  • An inactive element can be considered as being absent from the circuit.
  • the first loop 10 is advantageously configured so that the fluid flows successively, in this order, in the first pump 11, the electric heating device 12, the battery heat exchanger 13 and the bi-fluid heat exchanger 14 according to a first flow direction F1 of the heat transfer fluid in the first loop 10 (see for example figure 2).
  • the second loop 20 is advantageously configured so that the fluid flows successively, in this order, in the second pump 21, the radiator 22 and the machine heat exchanger 23 according to a second flow direction F2 of the fluid in the second loop 20 (see for example figure 5).
  • the first pump 11 of the first loop 10 is monodirectional, that is to say that it only allows the circulation of the fluid in a single flow direction.
  • the second pump 21 is reversible, that is to say that the second pump 21 allows the circulation of the fluid in a given flow direction in a first operating mode of the second pump 21 but also in the opposite direction in a second operating mode of the second pump 21.
  • the first loop 10 comprises, according to the first flow direction F1 of the fluid, a point of divergence 15 located here downstream of the bi-fluid exchanger 14 and upstream of the first pump 11 and/or a point of convergence 16 located here downstream of the battery heat exchanger 13 and upstream of the bi-fluid exchanger 14.
  • the second loop 20 comprises, according to the second direction of flow F2 of the fluid, a first connection point 24 located here downstream of the second pump 21 and upstream of the radiator 22 and/or a second connection point connection 25 located here downstream of the radiator 22 and upstream of the machine heat exchanger 23.
  • the plurality of branches 30, 40 of the circuit 100 comprises a first branch 30 and a second branch 40.
  • the first branch 30 connects the divergence point 15 of the first loop 10 to the first connection point 24 of the second loop 20.
  • the second branch 40 connects the second connection point 25 of the second loop 20 to the convergence point 16 of the first loop 10.
  • the second branch 40 comprises a 50a of the non-return members.
  • This non-return member 50a of the second branch 40 can be configured to allow the fluid to flow from the second loop 20 to the first loop 10.
  • the second pump 21 drives the fluid in a third flow direction F3 which is then opposite to the second flow direction F2 in the second loop 20 (see for example figure 8). It is understood that to pass from the second flow direction F2 to the third flow direction F3, the second pump 21 is, as already said, a reversible pump.
  • the second loop 20 comprises at least one 50b of the non-return members.
  • This non-return member 50b of the second loop 20 can be located between the radiator 22 and the second connection point according to the second flow direction F2 of the fluid in the second loop 20.
  • this non-return member 50b of the second loop 20 is configured to allow the fluid to flow according to the second flow direction F2 of the fluid.
  • the circuit 100 of FIG. 1 is advantageously configured so that a circulation of the fluid can take place alternately: only in the first loop 10 according to the first flow direction F 1 , only in the second loop 20 according to the second flow direction F2, independently in the first loop 10, according to the first flow direction F1 , and in the second loop 20, according to the second flow direction F2, in the first loop 10 and a portion 20' of the second loop 20, with a passage of fluid between the first loop 10 and this portion 20' of the second loop 20, the fluid circulating in a third flow direction F3, opposite to the second flow direction F2, in the second loop 20, and/or in a portion 10' of the first loop 10 and the portion 20' of the second loop 20, with a fluid passage between the portion 10' of the first loop 10 and the portion 20' of the second loop 20, the fluid circulating in the third flow direction F3, opposite to the second flow direction F2, in the second loop 20.
  • circuit 100 includes an expansion tank, for example located on the first loop 10.
  • Figures 2 to 10 illustrate different operating modes permitted by the heat transfer fluid circuit 100 as described previously.
  • the pipes in which the heat transfer fluid is in motion will be represented in bold lines and the pipes in which the heat transfer fluid is not in motion will be represented in dotted lines.
  • the elements shown in dotted lines are inactive.
  • FIG 2 simultaneously illustrates a first and a second mode of operation of the circuit 100 according to the invention.
  • the circulation of the fluid takes place only in the first loop 10 in the first flow direction F1.
  • the second pump 21 of the second loop 20 is inactive.
  • the heat exchangers 22, 23 of the second loop 20 are also inactive since no heat exchange occurs, due to the lack of circulation of the heat transfer fluid in the exchangers in question.
  • the electric heating device 12 of the first loop 10 is inactive.
  • the first pump 11 circulates the heat transfer fluid in the first flow direction F1 through the battery heat exchanger 13 and the dual-fluid heat exchanger 14.
  • the heat transfer fluid draws calories from the electrical energy storage device by means of the battery heat exchanger 13 to cool the electrical energy storage device. These drawn calories are then recovered by the bi-fluid heat exchanger 14 which dissipates them in the refrigerant circuit.
  • the dual-fluid heat exchanger 14 supplies calories to the heat transfer fluid by taking them from the refrigerant circuit. These calories are recovered by the battery heat exchanger 13 in order to heat the electrical energy storage device.
  • FIG 3 illustrates a third mode of operation of the circuit 100 according to the invention.
  • the circulation of the fluid takes place only in the first loop 10 in the first flow direction F1.
  • the second pump 21 and the heat exchangers 22, 23 are inactive.
  • the dual-fluid heat exchanger 14 is inactive due to an absence of circulation of the refrigerant fluid inside said dual-fluid heat exchanger.
  • the first pump 11 circulates the heat transfer fluid in the first flow direction F1 through the electric heating device 12 and the battery heat exchanger 13.
  • the electric heating device 12 supplies calories to the heat transfer fluid which delivers them via the battery heat exchanger 13 to the electrical energy storage device to heat it.
  • FIG 4 illustrates a fourth mode of operation of the circuit 100 according to the invention.
  • the circulation of the fluid takes place only in the first loop 10 in the first flow direction F1.
  • the second pump 21 and the heat exchangers 22, 23 are inactive.
  • the first pump 11 circulates the heat transfer fluid in the first flow direction F1 through the electric heating device 12, the battery heat exchanger 13 and the dual-fluid heat exchanger 14.
  • the heating device 12 provides calories to the heat transfer fluid circulated by the first pump 11. A portion of these calories is transmitted to the electrical energy storage device via the battery heat exchanger 13, another portion of these calories is transmitted to the refrigerant via the dual-fluid heat exchanger 14.
  • Such an operating mode makes it possible, for example, to heat an air flow, called internal, intended for the passenger compartment of the vehicle, via the refrigerant circuit.
  • the circulating heat transfer fluid then returns to the first pump 11 to be heated again by the heating device 12.
  • Figure 5 illustrates a fifth mode of operation of the circuit 100 according to the invention. In this fifth mode of operation, the circulation of the fluid takes place independently in the first loop 10, according to the first flow direction F1, and in the second loop 20, according to the second flow direction F2.
  • the second flow direction F2 of the second loop 20 is opposite to the first flow direction F1 of the first loop 10. Furthermore, the electric heating device 12 of the first loop is inactive.
  • the first pump 11 circulates the heat transfer fluid in the first flow direction F1 through the battery heat exchanger 13 and the dual-fluid heat exchanger 14.
  • the second pump 21 circulates the heat transfer fluid in the second flow direction F2 through the radiator 22, the non-return member 50b and the machine heat exchanger 23.
  • a pressure differential between the first loop 10 and the second loop 20 makes it possible to prevent the heat transfer fluid of each of the loops from circulating in the branches 30, 40 connecting the two loops 10, 20.
  • the heat transfer fluid draws calories from the electrical energy storage device by means of the battery heat exchanger 13 to cool the electrical energy storage device. These drawn calories are then recovered by the bi-fluid heat exchanger 14 and dissipated in the refrigerant circuit.
  • the heat transfer fluid draws calories from the machine via the machine heat exchanger 23. These drawn calories are then recovered by the radiator 22 to dissipate them in the external air flow.
  • FIG. 6 illustrates a sixth mode of operation of the circuit 100 according to the invention.
  • the circulation of the fluid takes place independently in the first loop 10, according to the first flow direction F1, and in the second loop 20, according to the second flow direction F2.
  • the second flow direction F2 is opposite to the first flow direction F1.
  • the first pump 11 circulates the heat transfer fluid according to the first flow direction F1 through the electric heating device 12, the battery heat exchanger 13 and the bi-fluid heat exchanger 14.
  • the second pump 21 circulates the heat transfer fluid according to the second flow direction F2 through the radiator 22, the non-return member 50b and the machine heat exchanger 23.
  • the heating device 12 provides calories to the heat transfer fluid circulated by the first pump 11. A portion of these calories is transmitted to the electrical energy storage device via the battery heat exchanger 13, another portion of these calories is transmitted to the refrigerant via the dual-fluid heat exchanger 14. The circulating heat transfer fluid then returns to the first pump 11 to be heated again by the heating device 12. While, in the second loop 20, the heat transfer fluid takes calories from the machine via the machine heat exchanger 23, allowing the latter to cool. These taken calories are then recovered by the radiator 22 to dissipate them in the external air flow.
  • FIG. 7 illustrates a seventh mode of operation of the circuit 100 according to the invention.
  • the circulation of the fluid takes place independently in the first loop 10, according to the first flow direction F1, and in the second loop 20, according to the second flow direction F2.
  • the second flow direction F2 is opposite to the first flow direction F1.
  • the first pump 11 circulates the heat transfer fluid according to the first flow direction F1 through the electric heating device 12 and the battery heat exchanger 13, the dual-fluid heat exchanger 14 being inactive as in the third mode of operation.
  • the second pump 21 circulates the heat transfer fluid according to the second flow direction F2 through the radiator 22, the non-return member 50b and the machine heat exchanger 23.
  • the electric heating device 12 provides calories to the heat transfer fluid which delivers them via the battery heat exchanger 13 to the electrical energy storage device to heat it. While, in the second loop 20, the heat transfer fluid takes calories from the machine via the machine heat exchanger 23. These taken calories are then recovered by the radiator 22 to dissipate them in the external air flow.
  • FIG 8 illustrates an eighth mode of operation of the circuit 100 according to the invention.
  • the circulation of the fluid takes place in the first loop 10 and a portion 20' of the second loop 20, with a fluid passage between the first loop 10 and this portion 20' of the second loop 20, the fluid circulating in a third flow direction F3, opposite to the second flow direction F2, in the relevant part of the second loop 20.
  • the third flow direction F3 goes in the same direction as the first flow direction F1.
  • the portion 20' of the second loop is defined as being the portion of the second loop 20 extending between the first connection point 24 and the second connection point 25 and which comprises the second pump 21.
  • the electric heating device 12 and the bi-fluid heat exchanger 14 are inactive.
  • the radiator 22 is inactive because it is not crossed by the heat transfer fluid.
  • a portion of the heat transfer fluid is driven by the first pump 11 through the battery heat exchanger 13 while the other portion is driven by the second pump 21 in the third flow direction F3 in the first branch 30 and in the portion 20' of the second loop 20.
  • the heat transfer fluid then circulates through the machine heat exchanger 23 in the portion 20' of the second loop 20 then in the second branch 40 through the non-return member 50a from the connection point 25 to the point of convergence 16, to join the first loop 10 and return to the point of divergence 15 in the first flow direction F1, this under the combined action of the first and second pumps 11, 21.
  • the heat transfer fluid does not circulate outside the portion 20' of the second loop. This is made possible by the non-return member 50b of the second loop which allows circulation of the fluid only in the second flow direction F2.
  • the machine heat exchanger 23 provides calories to the heat transfer fluid. These calories are then recovered by the battery heat exchanger 13 in order to heat the electrical energy storage device.
  • Figure 9 illustrates a ninth mode of operation of the circuit 100 according to the invention.
  • the circulation of the heat transfer fluid takes place in the first loop 10 and the same portion 20' of the second loop 20, with a fluid passage between the first loop 10 and this portion 20' of the second loop 20, the fluid circulating in a third flow direction F3, opposite to the second flow direction F2, in the relevant part of the second loop 20.
  • the electric heating device 12 and/or the battery heat exchanger 13 and/or the machine heat exchanger 23 provide calories to the heat transfer fluid circulated by the first and second pumps 11, 21. These calories are then transmitted to the refrigerant fluid via the bi-fluid heat exchanger 14. The circulating heat transfer fluid then returns to the first and second pumps 11, 21 to be heated again by the electric heating device 12 and/or the battery heat exchanger 13 and/or the machine heat exchanger 23.
  • Figure 10 illustrates a tenth mode of operation of the circuit 100 according to the invention.
  • the circulation of the heat transfer fluid takes place in a portion 10' of the first loop 10 and the portion 20', defined previously, of the second loop 20, with a passage of fluid between the portion 10' of the first loop 10 and this portion 20' of the second loop 20, the fluid circulating in the third flow direction F3, opposite to the second flow direction F2, in the relevant part of the second loop 20.
  • the portion 10' of the first loop 10 is defined as being the portion of the first loop 10 extending from the point of convergence 16 to the point of divergence 15 and not comprising the first pump 11.
  • the first pump 11 in the first loop 10, the first pump 11 is inactive, as well as the electric heating device 12 and the battery heat exchanger 13. It is understood that the heat transfer fluid does not circulate between the point of divergence 15 and the point of convergence 16 in the first loop 10.
  • the second pump 21 is active and circulates the heat transfer fluid in the third flow direction F3 through the machine heat exchanger 23 in the portion 20' of the second loop 20, in the second branch 40 through the non-return member 50a from the connection point 25 to the point of convergence 16, through the exchanger bi-fluid heat 14 then in the first branch 30 from the divergence point 15 towards the connection point 24.
  • the machine heat exchanger 23 provides calories to the heat transfer fluid circulated by the second pump 21. These calories are then transmitted to the refrigerant fluid via the bi-fluid heat exchanger 14. The circulating heat transfer fluid then returns to the second pump 21 to be heated again by the machine heat exchanger 23.
  • identical operating modes can be obtained by reversing both the flow directions F1, F2, F3 and both the non-return members 50a, 50b.
  • the invention also relates to a thermal management system for a hybrid or electric vehicle comprising a heat transfer fluid circuit as described above as well as, in particular, the thermoregulation fluid circuit(s) and/or the refrigerant fluid circuit mentioned above.

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Abstract

Circuit (100) de fluide caloporteur comportant une première boucle (10) de circulation du fluide, ladite première boucle (10) comprenant une première pompe (11) et une pluralité d'échangeurs de chaleur (12, 13, 14), ledit circuit comprenant une deuxième boucle (20) de circulation du fluide, ladite deuxième boucle comprenant une deuxième pompe (21) et une pluralité d'échangeurs de chaleur (22, 23), ledit circuit comprenant une pluralité de branches (30, 40), chacune desdites branches raccordant en des endroits différents lesdites première et deuxième boucles entre elles, l 'une au moins desdites première et deuxième pompes étant une pompe à flux réversible, ledit circuit comprenant des organes anti-retour (50a, 50b), ledit circuit étant configuré pour passer d'un premier mode de fonctionnement correspondant à une première circulation du fluide à un autre mode de fonctionnement correspondant à une autre circulation du fluide par un contrôle d'un sens d'écoulement du fluide à l 'aide desdites pompes.

Description

DESCRIPTION
TITRE : CIRCUIT DE FLUIDE CALOPORTEUR
Domaine technique de l'invention
L'invention se rapporte au domaine des véhicules automobiles et plus particulièrement à un circuit de fluide caloporteur pour véhicule automobile hybride ou électrique.
Arrière-plan technique
Dans les véhicules hybrides et électriques, la thermorégulation de l’habitacle et/ou de différents composants fait appel, directement et/ou indirectement, à un circuit de fluide caloporteur. Pour équiper ces circuits, il a déjà été proposé des pompes monodirectionnelles et des vannes multivoies, par exemple trois voies, qui permettent de réaliser plusieurs modes de fonctionnement.
Néanmoins, ces vannes multivoies sont contrôlées électroniquement et la complexité des circuits associés induit une forte complexité de leur commande.
Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un circuit amélioré.
Résumé de l'invention
La présente invention concerne un circuit de fluide caloporteur comportant une première boucle d’écoulement du fluide caloporteur, cette première boucle comprenant une première pompe et une pluralité d’échangeurs de chaleur, le circuit comprenant en outre une deuxième boucle d’écoulement du fluide caloporteur, cette deuxième boucle comprenant une deuxième pompe et une pluralité d’échangeurs de chaleur, le circuit comprenant encore une pluralité de branches, chacune des branches raccordant en des endroits différents les première et deuxième boucles entre elles, l’une au moins des première et deuxième pompes étant une pompe à flux réversible, le circuit comprenant en outre des organes anti-retour, le circuit étant configuré pour passer d’un premier mode de fonctionnement correspondant à une première circulation du fluide à un autre mode de fonctionnement correspondant à une autre circulation du fluide par un contrôle d’un sens d’écoulement du fluide à l’aide des pompes. Ainsi, grâce à l’invention, on assure une simplification du circuit de fluide caloporteur tout en préservant un grand nombre des fonctionnalités offertes par un circuit classique avec des vannes multivoies. En effet, l’emploi conjoint d’une pompe à flux réversible sur l’une des boucles avec des organes anti-retour permet de passer d’un mode de fonctionnement à un autre facilement.
Encore grâce à l’invention, on assure une diminution des coûts. En effet, les organes anti-retour ont la particularité d’être purement mécanique et ne nécessitent pas d’être pris en charge par un dispositif de contrôle pour influer sur la circulation du fluide.
Le circuit de fluide caloporteur selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises isolément les unes avec les autres ou en combinaison les unes avec les autres : les échangeurs de chaleur de la première boucle comprennent un dispositif de chauffage électrique du fluide caloporteur, un échangeur de chaleur, dit bi-fluide, permettant un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et un autre fluide et un échangeur de chaleur, dit batteries, permettant une thermorégulation d’un dispositif de stockage d’énergie électrique à l’aide du fluide caloporteur ; les échangeurs de chaleur de la deuxième boucle comprennent un échangeur de chaleur, dit machine, permettant une thermorégulation d’une machine et/ou de composants électriques à l’aide du fluide caloporteur et un radiateur, permettant un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et un flux d’air ; la première pompe est monodirectionnelle et la deuxième pompe est réversible ; la pluralité de branches comporte une première et une seconde branche ; le première boucle est configurée pour que le fluide s’écoule successivement, dans cet ordre, dans la première pompe, le dispositif de chauffage électrique, l’échangeur de chaleur batteries et l’échangeur de chaleur bi-fluide selon un premier sens d’écoulement du fluide dans la première boucle ; la deuxième boucle est configurée pour que le fluide s’écoule successivement, dans cet ordre, dans la deuxième pompe, le radiateur et l’échangeur de chaleur « machine » selon un deuxième sens d’écoulement du fluide dans ladite deuxième boucle ; le circuit est configuré pour qu’une circulation du fluide puisse avoir lieu alternativement : seulement dans la première boucle selon le premier sens d’écoulement, seulement dans la deuxième boucle selon le deuxième sens d’écoulement, de façon indépendante dans la première boucle, selon le premier sens d’écoulement, et dans la deuxième boucle, selon le deuxième sens d’écoulement, dans la première boucle et une portion de la deuxième boucle, avec un passage de fluide entre la première boucle et ladite portion de la deuxième boucle, le fluide circulant dans un troisième sens d’écoulement, opposé au deuxième sens d’écoulement, dans la deuxième boucle, et/ou dans une portion de la première boucle et ladite portion de la deuxième boucle, avec un passage de fluide entre ladite portion de la première boucle et ladite portion de la deuxième boucle, le fluide circulant dans le troisième sens d’écoulement, opposé au deuxième sens d’écoulement, dans la deuxième boucle ; la première boucle comporte, selon le premier sens d’écoulement du fluide, un point de divergence situé en aval de l’échangeur bi-fluide et en amont de la première pompe et un point de convergence situé en aval de l’échangeur de chaleur batteries et en amont de l’échangeur bi-fluide ; la deuxième boucle comporte, selon le deuxième sens d’écoulement du fluide, un premier point de raccordement situé en aval de la deuxième pompe et en amont du radiateur et un second point de raccordement situé en aval du radiateur et en amont de l’échangeur de chaleur machine ; la première branche raccorde le point de divergence de la première boucle au premier point de raccordement de la deuxième boucle ; la seconde branche raccorde le second point de raccordement de la deuxième boucle au point de convergence de la première boucle ; la deuxième boucle comprend au moins un premier des organes antiretour ; l’organe anti-retour de la deuxième boucle est situé entre le radiateur et le second point de raccordement selon le deuxième sens d’écoulement du fluide dans la deuxième boucle ; l’organe anti-retour de la deuxième boucle est configuré pour laisser s’écouler le fluide selon le deuxième sens d’écoulement du fluide ; la seconde branche comprend un deuxième des organes anti-retour ; l’organe anti-retour de la seconde branche est configuré pour laisser s’écouler le fluide de la deuxième boucle vers la première boucle, la deuxième pompe entraînant le fluide selon le troisième sens d’écoulement, opposé au deuxième sens d’écoulement ; l’échangeur de chaleur bi-fluide est configuré pour que l’autre fluide soit un fluide réfrigérant d’un circuit permettant au fluide réfrigérant d’exécuter un cycle thermodynamique, l’échangeur de chaleur bi- fluide remplissant la fonction d’évaporateur du fluide réfrigérant à l’aide de calories cédées par le fluide caloporteur au fluide réfrigérant.
L’invention concerne également un système de gestion thermique d’un véhicule hybride ou électrique comportant au moins un circuit de fluide caloporteur tel que décrit dans ce qui précède.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : [Fig. 1 ] illustre de façon schématique un exemple de circuit de fluide caloporteur selon l’invention,
[Fig. 2] illustre de façon schématique un premier et un deuxième modes de fonctionnement du circuit de la figure 1 ,
[Fig. 3] illustre de façon schématique un troisième mode de fonctionnement du circuit de la figure 1 ,
[Fig. 4] illustre de façon schématique un quatrième mode de fonctionnement du circuit de la figure 1 ,
[Fig. 5] illustre de façon schématique un cinquième mode de fonctionnement du circuit de la figure 1 ,
[Fig. 6] illustre de façon schématique un sixième mode de fonctionnement du circuit de la figure 1 , [Fig. 7] illustre de façon schématique un septième mode de fonctionnement du circuit de la figure 1 ,
[Fig. 8] illustre de façon schématique un huitième mode de fonctionnement du circuit de la figure 1 ,
[Fig. 9] illustre de façon schématique un neuvième mode de fonctionnement du circuit de la figure 1 , et
[Fig. 10] illustre de façon schématique un dixième mode de fonctionnement du circuit de la figure 1.
Sur ces figues, une même référence correspond à des éléments identiques ou semblables.
Description détaillée de l'invention
En référence à la figure 1 , l’invention concerne un circuit 100 de fluide caloporteur comportant une première boucle 10 de circulation du fluide caloporteur, la première boucle 10 comprenant une première pompe 1 1 et une pluralité d’échangeurs de chaleur 12, 13, 14. Le circuit 100 comprend en outre une deuxième boucle 20 de circulation du fluide caloporteur, la deuxième boucle 20 comprenant une deuxième pompe 21 et une pluralité d’échangeurs de chaleur 22, 23. Le circuit 100 comprend encore une pluralité de branches 30, 40, chacune de ces branches 30, 40 raccordant en des endroits différents la première boucle 10 et la deuxième boucle 20 entre elles.
L’une au moins des première et deuxième pompes 1 1 , 21 est une pompe à flux réversible. Le circuit 100 comprend en outre des organes anti-retour 50a, 50b.
Le circuit 100 est configuré pour passer d’un premier mode de fonctionnement correspondant à une première circulation du fluide à un autre mode de fonctionnement correspondant à une autre circulation du fluide par un contrôle d’un sens d’écoulement F1 , F2, F3 du fluide à l’aide des pompes 1 1 , 21. On entend par là que l’une au moins des pompes est réversible et permet au fluide de circuler alternativement dans un sens ou dans un autre à travers la pompe en cause et donc dans le circuit associé.
Dans l’exemple de la figure 1 , les échangeurs de chaleur 12, 13, 14 de la première boucle 10 comprennent un dispositif de chauffage électrique 12 du fluide caloporteur, un échangeur de chaleur 14, dit bi-fluide, permettant un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et un autre fluide, et un échangeur de chaleur 13, dit batteries, permettant une thermorégulation d’un dispositif de stockage d’énergie électrique à l’aide du fluide caloporteur. On entend par là un échangeur permettant aussi bien un échange de chaleur direct qu’indirect avec le dispositif de stockage d’énergie électrique.
Autrement dit, selon une première variante, ledit échangeur de chaleur 13 de dispositif de stockage d’énergie électrique est intégré à ce dispositif de stockage et permet au fluide caloporteur de traverser le dispositif de stockage en le refroidissant ou le réchauffant. Le fluide caloporteur est alors préférentiellement un fluide diélectrique afin de pouvoir être mis au contact des organes électriques du dispositif de stockage d’énergie électrique.
Selon une autre variante, non-illustrée, un circuit spécifique de régulation thermique du dispositif de stockage d’énergie électrique est prévu. Le circuit spécifique comprend l’échangeur de chaleur 13 de dispositif de stockage d’énergie électrique et ce dispositif de stockage ainsi qu’une pompe spécifique pour entraîner un fluide de régulation thermique parcourant le circuit spécifique. L'échangeur 13 de dispositif de stockage d’énergie électrique est alors destiné à un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide de régulation thermique. Le fluide de régulation thermique est alors préférentiellement un fluide diélectrique et le fluide caloporteur est avantageusement de l’eau additionnée d’antigel.
Le dispositif de stockage d’énergie électrique est formé, par exemple, d’une ou plusieurs batteries électriques.
Par ailleurs, l’échangeur de chaleur bi-fluide 14 est configuré pour que l’autre fluide soit un fluide réfrigérant d’un circuit, non-illustré, permettant au fluide réfrigérant d’exécuter un cycle thermodynamique. L’échangeur de chaleur bi-fluide 14 remplit alors la fonction d’évaporateur du fluide réfrigérant à l’aide de calories cédées par le fluide caloporteur au fluide réfrigérant.
Les échangeurs de chaleur 22, 23 de la deuxième boucle 20, eux, comprennent un échangeur de chaleur 23 dit machine, permettant une thermorégulation d’une machine et/ou de composants électriques à l’aide du fluide caloporteur, et un radiateur 22 permettant un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et un flux d’air, notamment un flux d’air, dit externe, entrant sous un capot du véhicule. Comme pour l’échangeur de chaleur batteries 13, l’échangeur de chaleur machine 23 permet une thermorégulation directe de la machine et/ou des composants électriques si le fluide caloporteur du circuit 100 de fluide caloporteur est un fluide diélectrique. En variante, par exemple si le fluide caloporteur du circuit 100 de fluide caloporteur est un mélange d’eau et d’antigel, un circuit spécifique de fluide de thermorégulation est prévu, éventuellement le même que pour le dispositif de stockage d’énergie électrique.
I l est entendu que les différents échangeurs de chaleur 12, 13, 14, 22, 23 de chacune des boucles 10, 20 peuvent être actif ou inactif, c’est-à-dire, permettre un échange de chaleur ou non. I l est également entendu que les premières et deuxième pompes 1 1 , 21 peuvent être active ou inactive. On entend alors par le terme « actif » que la pompe considérée est en fonctionnement tandis que le terme « inactif » signifie que la pompe considérée n’est pas en fonctionnement. Un élément inactif peut être considéré comme étant absent du circuit.
La première boucle 10 est avantageusement configurée pour que le fluide s’écoule successivement, dans cet ordre, dans la première pompe 1 1 , le dispositif de chauffage électrique 12, l’échangeur de chaleur batteries 13 et l’échangeur de chaleur bi-fluide 14 selon un premier sens d’écoulement F1 du fluide caloporteur dans la première boucle 10 (voir par exemple figure 2).
La deuxième boucle 20 est avantageusement configurée pour que le fluide s’écoule successivement, dans cet ordre, dans la deuxième pompe 21 , le radiateur 22 et l’échangeur de chaleur machine 23 selon un deuxième sens d’écoulement F2 du fluide dans la deuxième boucle 20 (voir par exemple figure 5).
Avantageusement, la première pompe 1 1 de la première boucle 10 est monodirectionnelle, c’est-à-dire qu’elle ne permet la circulation du fluide que dans un seul sens d’écoulement. Avantageusement, la deuxième pompe 21 est réversible, c’est-à-dire que la deuxième pompe 21 permet la circulation du fluide dans un sens d’écoulement donné dans un premier mode de fonctionnement de la deuxième pompe 21 mais également dans le sens inverse dans un second mode de fonctionnement de la deuxième pompe 21.
La première boucle 10 comporte, selon le premier sens d’écoulement F1 du fluide, un point de divergence 15 situé ici en aval de l’échangeur bi-fluide 14 et en amont de la première pompe 1 1 et/ou un point de convergence 16 situé ici en aval de l’échangeur de chaleur batteries 13 et en amont de l’échangeur bi-fluide 14.
La deuxième boucle 20 comporte, selon le deuxième sens d’écoulement F2 du fluide, un premier point de raccordement 24 situé ici en aval de la deuxième pompe 21 et en amont du radiateur 22 et/ou un second point de raccordement 25 situé ici en aval du radiateur 22 et en amont de l’échangeur de chaleur machine 23.
Avantageusement, la pluralité de branches 30, 40 du circuit 100 comporte une première branche 30 et une seconde branche 40. Ainsi, dans l’exemple de la figure 1 , la première branche 30 raccorde le point de divergence 15 de la première boucle 10 au premier point de raccordement 24 de la deuxième boucle 20. Toujours dans cet exemple de la figure 1 , la seconde branche 40 raccorde le second point de raccordement 25 de la deuxième boucle 20 au point de convergence 16 de la première boucle 10.
Avantageusement, la seconde branche 40 comprend un 50a des organes anti-retour. Cet organe anti-retour 50a de la seconde branche 40 peut être configuré pour laisser s’écouler le fluide de la deuxième boucle 20 vers la première boucle 10. Dans un tel cas, la deuxième pompe 21 entraîne le fluide selon un troisième sens d’écoulement F3 qui est alors opposé au deuxième sens d’écoulement F2 dans le deuxième boucle 20 (voir par exemple figure 8). On comprend que pour passer du deuxième sens d’écoulement F2 au troisième sens d’écoulement F3, la deuxième pompe 21 est, comme déjà dit, une pompe réversible.
Avantageusement, la deuxième boucle 20 comprend au moins un 50b des organe anti-retour. Cet organe anti-retour 50b de la deuxième boucle 20 peut être situé entre le radiateur 22 et le second point de raccordement selon le deuxième sens d’écoulement F2 du fluide dans la deuxième boucle 20. Avantageusement, cet organe anti-retour 50b de la deuxième boucle 20 est configuré pour laisser s’écouler le fluide selon le deuxième sens d’écoulement F2 du fluide.
Le circuit 100 de la figure 1 est avantageusement configuré pour qu’une circulation du fluide puisse avoir lieu alternativement : seulement dans la première boucle 10 selon le premier sens d’écoulement F 1 , seulement dans la deuxième boucle 20 selon le deuxième sens d’écoulement F2, de façon indépendante dans la première boucle 10, selon le premier sens d’écoulement F1 , et dans la deuxième boucle 20, selon le deuxième sens d’écoulement F2, dans la première boucle 10 et une portion 20’ de la deuxième boucle 20, avec un passage de fluide entre la première boucle 10 et cette portion 20’ de la deuxième boucle 20, le fluide circulant dans un troisième sens d’écoulement F3, opposé au deuxième sens d’écoulement F2, dans la deuxième boucle 20, et/ou dans une portion 10’ de la première boucle 10 et la portion 20’ de la deuxième boucle 20, avec un passage de fluide entre la portion 10’ de la première boucle 10 et la portion 20’ de la deuxième boucle 20, le fluide circulant dans le troisième sens d’écoulement F3, opposé au deuxième sens d’écoulement F2, dans la deuxième boucle 20.
On remarque encore que le circuit 100 comprend un vase d’expansion, par exemple situé sur la première boucle 10.
Dans ce qui suit, on se rapporte aux figures 2 à 10 qui illustrent différents modes de fonctionnement permis par le circuit 100 de fluide caloporteur tel que décrit précédemment. Dans les figures 2 à 10, on représentera les conduites dans lesquelles le fluide caloporteur est en mouvement en traits gras et les conduites dans lesquelles le fluide caloporteur n’est pas en mouvement en traits pointillés. De même, les éléments figurant en pointillés sont inactifs.
La figure 2 illustre simultanément un premier et un deuxième mode de fonctionnement du circuit 100 selon l’invention. Dans ces deux modes de fonctionnement, la circulation du fluide a lieu seulement dans la première boucle 10 selon le premier sens d’écoulement F1. On comprend donc que la deuxième pompe 21 de la deuxième boucle 20 est inactive. En outre, les échangeurs de chaleur 22, 23 de la deuxième boucle 20 sont aussi inactifs puisqu’aucun échange de chaleur n’intervient, faute de circulation du fluide caloporteur dans les échangeurs en cause. Dans ces deux modes de fonctionnement, le dispositif de chauffage électrique 12 de la première boucle 10 est inactif. Ainsi, la première pompe 1 1 fait circuler le fluide caloporteur selon le premier sens d’écoulement F1 à travers l’échangeur de chaleur batteries 13 et l’échangeur de chaleur bi-fluide 14.
De la sorte, dans le premier mode de fonctionnement, le fluide caloporteur prélève des calories du dispositif de stockage d’énergie électrique au moyen de l’échangeur de chaleur batteries 13 pour refroidir le dispositif de stockage d’énergie électrique. Ces calories prélevées sont ensuite récupérées par l’échangeur de chaleur bi-fluide 14 qui les dissipe dans le circuit de fluide réfrigérant. Dans le deuxième mode de fonctionnement, l’échangeur de chaleur bi- fluide 14 fournit des calories au fluide caloporteur en les prélevant dans le circuit de fluide réfrigérant. Ces calories sont récupérées par l’échangeur de chaleur batteries 13 afin de chauffer le dispositif de stockage d’énergie électrique.
La figure 3 illustre un troisième mode de fonctionnement du circuit 100 selon l’invention. Dans ce troisième mode de fonctionnement, la circulation du fluide a lieu seulement dans la première boucle 10 selon le premier sens d’écoulement F1. Comme pour la figure 2, on comprend que la deuxième pompe 21 et les échangeurs de chaleur 22, 23 sont inactifs. Dans ce mode, l’échangeur de chaleur bi-fluide 14 est inactif en raison d’une absence de circulation du fluide réfrigérant à l’intérieur dudit échangeur de chaleur bi-fluide. Ainsi, la première pompe 1 1 fait circuler le fluide caloporteur selon le premier sens d’écoulement F1 à travers le dispositif de chauffage électrique 12 et l’échangeur de chaleur batteries 13. De la sorte, le dispositif de chauffage électrique 12 fournit des calories au fluide caloporteur qui les délivre via l’échangeur de chaleur batteries 13 au dispositif de stockage d’énergie électrique pour le chauffer.
La figure 4 illustre un quatrième mode de fonctionnement du circuit 100 selon l’invention. Dans ce quatrième mode de fonctionnement, la circulation du fluide a lieu seulement dans la première boucle 10 selon le premier sens d’écoulement F1. Comme précédemment, on comprend que la deuxième pompe 21 et les échangeurs de chaleur 22, 23 sont inactifs. Ainsi, la première pompe 1 1 fait circuler le fluide caloporteur selon le premier sens d’écoulement F1 à travers le dispositif de chauffage électrique 12, l’échangeur de chaleur batteries 13 et l’échangeur de chaleur bi-fluide 14.
De la sorte, le dispositif de chauffage 12 fournit des calories au fluide caloporteur mis en circulation par la première pompe 1 1. Une partie de ces calories est transmise au dispositif de stockage d’énergie électrique par l’intermédiaire de l’échangeur de chaleur batteries 13, une autre partie de ces calories est transmise au fluide réfrigérant par l’intermédiaire de l’échangeur de chaleur bi-fluide 14. Un tel mode de fonctionnement permet, par exemple, de réchauffer un flux d’air, dit interne destiné à l’habitacle du véhicule, via le circuit de fluide réfrigérant. Le fluide caloporteur en circulation revient ensuite à la première pompe 1 1 pour être de nouveau chauffé par le dispositif de chauffage 12. La figure 5 illustre un cinquième mode de fonctionnement du circuit 100 selon l’invention. Dans ce cinquième mode de fonctionnement, la circulation du fluide a lieu de façon indépendante dans la première boucle 10, selon le premier sens d’écoulement F1 , et dans la deuxième boucle 20, selon le deuxième sens d’écoulement F2. Dans le cas particulier de la figure 5, le deuxième sens d’écoulement F2 de la deuxième boucle 20 est opposé au premier sens d’écoulement F1 de la première boucle 10. Par ailleurs, le dispositif de chauffage électrique 12 de la première boucle est inactif. Ainsi, dans la première boucle 10, la première pompe 1 1 fait circuler le fluide caloporteur selon le premier sens d’écoulement F1 à travers l’échangeur de chaleur batteries 13 et l’échangeur de chaleur bi-fluide 14. Dans la deuxième boucle, la deuxième pompe 21 fait circuler le fluide caloporteur selon le deuxième sens d’écoulement F2 à travers le radiateur 22, l’organe anti-retour 50b et l’échangeur de chaleur machine 23.
On notera qu’un différentiel de pression entre la première boucle 10 et la deuxième boucle 20 permet d’empêcher le fluide caloporteur de chacune des boucles de circuler dans les branches 30, 40 reliant les deux boucles 10, 20.
De la sorte, dans la première boucle 10, le fluide caloporteur prélève des calories du dispositif de stockage d’énergie électrique au moyen de l’échangeur de chaleur batteries 13 pour refroidir le dispositif de stockage d’énergie électrique. Ces calories prélevées sont ensuite récupérées par l’échangeur de chaleur bi-fluide 14 et dissipées dans le circuit de fluide réfrigérant. Tandis que, dans la deuxième boucle 20, le fluide caloporteur prélève des calories de la machine via l’échangeur de chaleur machine 23. Ces calories prélevées sont ensuite récupérées par le radiateur 22 pour les dissiper dans le flux d’air externe.
La figure 6 illustre un sixième mode de fonctionnement du circuit 100 selon l’invention. Dans ce sixième mode de fonctionnement, la circulation du fluide a lieu de façon indépendante dans la première boucle 10, selon le premier sens d’écoulement F1 , et dans la deuxième boucle 20, selon le deuxième sens d’écoulement F2. Comme précédemment, le deuxième sens d’écoulement F2 est opposé au premier sens d’écoulement F1. Ainsi, dans la première boucle 10, la première pompe 1 1 fait circuler le fluide caloporteur selon le premier sens d’écoulement F1 à travers le dispositif de chauffage électrique 12, l’échangeur de chaleur batteries 13 et l’échangeur de chaleur bi-fluide 14. Dans la deuxième boucle, la deuxième pompe 21 fait circuler le fluide caloporteur selon le deuxième sens d’écoulement F2 à travers le radiateur 22, l’organe anti-retour 50b et l’échangeur de chaleur machine 23.
De la sorte, dans la première boucle 10, le dispositif de chauffage 12 fournit des calories au fluide caloporteur mis en circulation par la première pompe 1 1. Une partie de ces calories est transmise au dispositif de stockage d’énergie électrique par l’intermédiaire de l’échangeur de chaleur batteries 13, une autre partie de ces calories est transmise au fluide réfrigérant par l’intermédiaire de l’échangeur de chaleur bi-fluide 14. Le fluide caloporteur en circulation revient ensuite à la première pompe 1 1 pour être de nouveau chauffé par le dispositif de chauffage 12. Tandis que, dans la deuxième boucle 20, le fluide caloporteur prélève des calories de la machine via l’échangeur de chaleur machine 23, permettant le refroidissement de celle-ci. Ces calories prélevées sont ensuite récupérées par le radiateur 22 pour les dissiper dans le flux d’air externe.
La figure 7 illustre un septième mode de fonctionnement du circuit 100 selon l’invention. Dans ce septième mode de fonctionnement, la circulation du fluide a lieu de façon indépendante dans la première boucle 10, selon le premier sens d’écoulement F1 , et dans la deuxième boucle 20, selon le deuxième sens d’écoulement F2. Comme précédemment, le deuxième sens d’écoulement F2 est opposé au premier sens d’écoulement F1. Ainsi, dans la première boucle 10, la première pompe 1 1 fait circuler le fluide caloporteur selon le premier sens d’écoulement F1 à travers le dispositif de chauffage électrique 12 et l’échangeur de chaleur batteries 13, l’échangeur de chaleur bi-fluide 14 étant inactif comme dans le troisième mode de fonctionnement. Dans la deuxième boucle, la deuxième pompe 21 fait circuler le fluide caloporteur selon le deuxième sens d’écoulement F2 à travers le radiateur 22, l’organe anti-retour 50b et l’échangeur de chaleur machine 23.
De la sorte, dans la première boucle 10, le dispositif de chauffage électrique 12 fournit des calories au fluide caloporteur qui les délivre via l’échangeur de chaleur batteries 13 au dispositif de stockage d’énergie électrique pour le chauffer. Tandis que, dans la deuxième boucle 20, le fluide caloporteur prélève des calories de la machine via l’échangeur de chaleur machine 23. Ces calories prélevées sont ensuite récupérées par le radiateur 22 pour les dissiper dans le flux d’air externe.
La figure 8 illustre un huitième mode de fonctionnement du circuit 100 selon l’invention. Dans ce huitième mode de fonctionnement, la circulation du fluide a lieu dans la première boucle 10 et une portion 20’ de la deuxième boucle 20, avec un passage de fluide entre la première boucle 10 et cette portion 20’ de la deuxième boucle 20, le fluide circulant dans un troisième sens d’écoulement F3, opposé au deuxième sens d’écoulement F2, dans la partie concernée de la deuxième boucle 20. Autrement dit, le troisième sens d’écoulement F3 va dans le même sens que le premier sens d’écoulement F1. La portion 20’ de la deuxième boucle se définit comme étant la portion de la deuxième boucle 20 s’étendant entre le premier point de raccordement 24 et le second point de raccordement 25 et qui comporte la deuxième pompe 21.
Dans le cas particulier de la figure 8, dans la première boucle 10, le dispositif de chauffage électrique 12 et l’échangeur de chaleur bi-fluide 14 sont inactifs. Dans la deuxième boucle 20, le radiateur 22 est inactif car non-traversé par le fluide caloporteur.
Ainsi, au point de divergence 15, une partie du fluide caloporteur est entraînée par la première pompe 1 1 à travers l’échangeur de chaleur batteries 13 tandis que l’autre partie est entraînée par la deuxième pompe 21 selon le troisième sens d’écoulement F3 dans la première branche 30 et dans la portion 20’ de la deuxième boucle 20. Le fluide caloporteur circule alors à travers l’échangeur de chaleur machine 23 dans la portion 20’ de la deuxième boucle 20 puis dans la deuxième branche 40 à travers l’organe anti-retour 50a depuis le point de raccordement 25 vers le point de convergence 16, pour rejoindre la première boucle 10 et revenir au point de divergence 15 selon le premier sens d’écoulement F1 , ceci sous l’action combinée des première et deuxième pompes 1 1 , 21.
On notera que, dans la deuxième boucle 20, le fluide caloporteur ne circule pas en dehors de la portion 20’ de la deuxième boucle. Ceci est rendu possible par l’organe anti-retour 50b de la deuxième boucle qui permet une circulation du fluide uniquement selon le deuxième sens d’écoulement F2.
De la sorte, dans ce huitième mode de fonctionnement, l’échangeur de chaleur machine 23 fournit des calories au fluide caloporteur. Ces calories sont ensuite récupérées par l’échangeur de chaleur batteries 13 afin de chauffer le dispositif de stockage d’énergie électrique.
La figure 9 illustre une neuvième mode de fonctionnement du circuit 100 selon l’invention. Dans ce neuvième mode de fonctionnement, comme précédemment pour le cas de la figure 8, la circulation du fluide caloporteur a lieu dans la première boucle 10 et la même portion 20’ de la deuxième boucle 20, avec un passage de fluide entre la première boucle 10 et cette portion 20’ de la deuxième boucle 20, le fluide circulant dans un troisième sens d’écoulement F3, opposé au deuxième sens d’écoulement F2, dans la partie concernée de la deuxième boucle 20.
Dans le cas particulier de la figure 9, seul le radiateur 22 est inactif dans la deuxième boucle 20.
De la sorte, dans ce neuvième mode de fonctionnement, le dispositif de chauffage électrique 12 et/ou l’échangeur de chaleur batteries 13 et/ou l’échangeur de chaleur machine 23 fournissent des calories au fluide caloporteur mis en circulation par les première et deuxième pompe 1 1 , 21. Ces calories sont transmises ensuite au fluide réfrigérant par l’intermédiaire de l’échangeur de chaleur bi-fluide 14. Le fluide caloporteur en circulation revient ensuite aux première et deuxième pompes 1 1 , 21 pour être de nouveau chauffé par le dispositif de chauffage électrique 12 et/ou l’échangeur de chaleur batteries 13 et/ou l’échangeur de chaleur machine 23.
La figure 10 illustre un dixième mode de fonctionnement du circuit 100 selon l’invention. Dans ce dixième mode de fonctionnement, la circulation du fluide caloporteur a lieu dans une portion 10’ de la première boucle 10 et la portion 20’, définie précédemment, de la deuxième boucle 20, avec un passage de fluide entre la portion 10’ de la première boucle 10 et cette portion 20’ de la deuxième boucle 20, le fluide circulant dans le troisième sens d’écoulement F3, opposé au deuxième sens d’écoulement F2, dans la partie concernée de la deuxième boucle 20. La portion 10’ de la première boucle 10 est définie comme étant la portion de la première boucle 10 s’étendant depuis le point de convergence 16 jusqu’au point de divergence 15 et ne comportant pas la première pompe 1 1 .
Dans le cas particulier de la figure 10, dans la première boucle 10, la première pompe 1 1 est inactive, ainsi que le dispositif de chauffage électrique 12 et l’échangeur de chaleur batteries 13. On comprend que le fluide caloporteur ne circule pas entre le point de divergence 15 et le point de convergence 16 dans la première boucle 10. Ainsi, seule la deuxième pompe 21 est active et fait circuler le fluide caloporteur selon le troisième sens d’écoulement F3 à travers l’échangeur de chaleur machine 23 dans la portion 20’ de la deuxième boucle 20, dans la deuxième branche 40 à travers l’organe anti-retour 50a depuis le point de raccordement 25 vers le point de convergence 16, à travers l’échangeur de chaleur bi-fluide 14 puis dans la première branche 30 depuis le point de divergence 15 vers le point de raccordement 24.
De la sorte, dans ce dixième mode de fonctionnement, l’échangeur de chaleur machine 23 fournit des calories au fluide caloporteur mis en circulation par la deuxième pompe 21. Ces calories sont transmises ensuite au fluide réfrigérant par l’intermédiaire de l’échangeur de chaleur bi-fluide 14. Le fluide caloporteur en circulation revient ensuite à la deuxième pompe 21 pour être de nouveau chauffé par l’échangeur de chaleur machine 23.
En variante, non représentée, des modes de fonctionnement identiques peuvent être obtenus en inversant à la fois les sens d’écoulement F1 , F2, F3 et à la fois les organes anti-retour 50a, 50b.
L’invention concerne également un système de gestion thermique d’un véhicule hybride ou électrique comportant un circuit de fluide caloporteur tel que décrit dans ce qui précède ainsi que, notamment, le ou les circuits de fluide de thermorégulation et/ou le circuit de fluide réfrigérant évoqués plus haut.

Claims

REVENDICATIONS
1. Circuit (100) de fluide caloporteur comportant une première boucle (10) de circulation du fluide caloporteur, ladite première boucle (10) comprenant une première pompe (1 1 ) et une pluralité d’échangeurs de chaleur (12, 13, 14), ledit circuit (100) comprenant en outre une deuxième boucle (20) de circulation du fluide caloporteur, ladite deuxième boucle comprenant une deuxième pompe (21 ) et une pluralité d’échangeurs de chaleur (22, 23), ledit circuit (100) comprenant encore une pluralité de branches (30, 40), chacune desdites branches (30, 40) raccordant en des endroits différents lesdites première boucle (10) et deuxième boucle (20) entre elles, l’une au moins desdites première et deuxième pompes (1 1 , 21 ) étant une pompe à flux réversible, ledit circuit (100) comprenant en outre des organes anti-retour (50a, 50b), ledit circuit (100) étant configuré pour passer d’un premier mode de fonctionnement correspondant à une première circulation du fluide à un autre mode de fonctionnement correspondant à une autre circulation du fluide par un contrôle d’un sens d’écoulement (F1 , F2, F3) du fluide à l’aide desdites pompes (1 1 , 21 ).
2. Circuit (100) selon la revendication 1 , configuré pour qu’une circulation du fluide puisse avoir lieu alternativement :
- seulement dans la première boucle (10) selon un premier sens d’écoulement (F1 ),
- seulement dans la deuxième boucle (20) selon un deuxième sens d’écoulement (F2),
- de façon indépendante dans la première boucle (10), selon le premier sens d’écoulement (F1 ), et dans la deuxième boucle (20), selon le deuxième sens d’écoulement (F2),
- dans la première boucle (10) et une portion (20’) de la deuxième boucle (20), avec un passage de fluide entre la première boucle et ladite portion (20’) de la deuxième boucle, le fluide circulant dans un troisième sens d’écoulement (F3), opposé au deuxième sens d’écoulement (F2), dans la deuxième boucle, et/ou
- dans une portion (10’) de la première boucle (10) et ladite portion (20’) de la deuxième boucle (20), avec un passage de fluide entre ladite portion (10’) de la première boucle et ladite portion (20’) de la deuxième boucle, le fluide circulant dans le troisième sens d’écoulement (F3), opposé au deuxième sens d’écoulement (F2), dans la deuxième boucle.
3. Circuit (100) selon la revendication 2, dans lequel la première boucle (10) est configurée pour que le fluide s’écoule successivement, dans cet ordre, dans la première pompe (1 1 ), un dispositif de chauffage électrique (12), un échangeur de chaleur (13), dit batteries, et un échangeur de chaleur bi-fluide (14) selon le premier sens d’écoulement (F1) du fluide dans ladite première boucle (10).
4. Circuit (100) selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3, dans lequel la deuxième boucle (20) est configurée pour que le fluide s’écoule successivement, dans cet ordre, dans la deuxième pompe (21 ), un radiateur (22) et un échangeur de chaleur (23), dit machine, selon le deuxième sens d’écoulement (F2) du fluide dans ladite deuxième boucle (20).
5. Circuit (100) selon la revendication 3, dans lequel la première boucle (10) comporte, selon ledit premier sens d’écoulement (F 1) du fluide, un point de divergence (15) situé en aval de l’échangeur bi-fluide (14) et en amont de la première pompe (1 1 ), et un point de convergence (16) situé en aval de l’échangeur de chaleur batteries (13) et en amont de l’échangeur bi-fluide (14).
6. Circuit (100) selon la revendication 4, dans lequel la deuxième boucle (20) comporte, selon ledit deuxième sens d’écoulement (F2) du fluide, un premier point de raccordement (24) situé en aval de la deuxième pompe (21 ) et en amont du radiateur (22) et un second point de raccordement (25) situé en aval du radiateur (22) et en amont de l’échangeur de chaleur machine (23).
7. Circuit (100) selon la combinaison des revendications 5 et 6, dans lequel ladite pluralité de branches (30, 40) comporte une première branche (30) et une seconde branche (40), ladite première branche (30) raccorde le point de divergence (15) de la première boucle (10) au premier point de raccordement (24) de la deuxième boucle (20), et ladite seconde branche (40) raccorde le second point de raccordement (25) de la deuxième boucle (20) au point de convergence (16) de la première boucle (10).
8. Circuit (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la deuxième boucle (20) comprend au moins un premier des organes antiretour (50b). 9. Circuit (100) selon la revendication 7, dans lequel la seconde branche
(40) comprend un deuxième des organes anti-retour (50a).
10. Système de gestion thermique d’un véhicule hybride ou électrique comportant un circuit (100) de fluide caloporteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.
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