FR2966390A1 - Installation de ventilation et de chauffage pour vehicule a propulsion electrique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une installation 1 de ventilation et de chauffage pour un véhicule à propulsion électrique, dans laquelle circule un premier flux d'air 10 mis en mouvement par un groupe moto-ventilateur 7 et comprenant un module de chauffage 12 constitué d'un corps de chauffe électrique 13 et d'un corps de chauffe hydraulique 14, le corps de chauffe électrique 13 est traversé par le premier flux d'air 10 caractérisé en ce que le corps de chauffe hydraulique 14 est traversé par un second flux d'air 16 distinct du premier flux d'air 10. Application aux véhicules automobiles.
Description
i INSTALLATION DE VENTILATION ET DE CHAUFFAGE POUR VEHICULE A PROPULSION ELECTRIQUE
Le secteur technique de la présente invention est celui des installations de ventilation, chauffage et/ou climatisation montés sur un véhicule propulsé par un moteur électrique. La raréfaction des ressources pétrolières conduit les constructeurs automobiles à développer des véhicules qui fonctionnent à partir de nouvelles sources d'énergie. La propulsion du véhicule par l'énergie électrique est une solution qui représente une alternative intéressante et il est alors nécessaire d'embarquer des batteries pour stocker cette énergie électrique et la fournir à un moteur électrique qui assure la propulsion du véhicule. Les véhicules actuels équipés d'un moteur à combustion interne assurent le chauffage de l'habitacle en dérivant tout ou partie du fluide qui assure le refroidissement du moteur à combustion interne. Ce fluide de refroidissement chauffe au contact du moteur à combustion interne et cède ses calories à un flux d'air envoyé dans l'habitacle par échange thermique avec un aérotherme installé dans un boîtier généralement monté sous une planche de bord équipant l'habitacle du véhicule.
Dans le cas d'un véhicule à propulsion électrique, l'absence de moteur à combustion interne prive le système de chauffage de cette source de calories. II est alors connu d'assurer le chauffage de l'habitacle au moyen d'un radiateur électrique qui puise son énergie électrique sur une batterie qui fournit également l'énergie nécessaire au moteur électrique de propulsion.
Un premier inconvénient d'une telle solution réside dans un manque d'efficacité du radiateur électrique, qui se traduit par une consommation électrique élevée pour une élévation de la température de l'air modérée. Un autre inconvénient d'une telle solution réside dans la diminution de l'autonomie de la batterie équipant le véhicule. Dans la mesure où le radiateur et le moteur électrique de propulsion prennent leur source sur un même distributeur, l'activation du radiateur électrique diminue alors la quantité d'énergie disponible pour le moteur électrique de propulsion, réduisant ainsi directement la distance que le véhicule peut parcourir.
II convient donc de trouver une nouvelle organisation de sources énergétiques permettant de chauffer l'habitacle du véhicule tout en réduisant l'impact sur la batterie de ce chauffage de l'habitacle. Le but de la présente invention est donc de résoudre les inconvénients décrits ci-dessus principalement en séparant le flux d'air qui est envoyé dans l'habitacle pour dédier une partie de ce flux à un échange thermique avec un échangeur traversé par un fluide caloporteur, cette partie de flux circulant tout particulièrement dans une zone dite basse de l'habitacle. L'invention a donc pour objet une installation de ventilation et de chauffage pour un véhicule notamment animé par un moteur électrique, dans laquelle circule un premier flux d'air mis en mouvement par un groupe moto-ventilateur un module de chauffage constitué d'un corps de chauffe électrique traversé par le premier flux d'air, caractérisé en ce que le module de chauffage comprend un corps de chauffe hydraulique traversé par un second flux d'air distinct du premier flux d'air.
On entend par animé par un moteur électrique, un véhicule hybride comprenant un moteur électrique et un moteur à combustion interne, ou un véhicule équipé uniquement d'un moteur électrique qui assure le déplacement dudit véhicule. Selon une première caractéristique de l'invention, l'installation est pourvue d'une première paroi qui sépare le premier flux d'air du second flux d'air au moins en amont du module de chauffage selon le sens de déplacement des flux d'air dans l'installation. Selon une deuxième caractéristique de l'invention, le corps de chauffe électrique et le corps de chauffe hydraulique s'étendent dans un même plan. Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps de chauffe électrique et le corps de chauffe hydraulique forment le module de chauffage de manière unitaire. Selon encore une caractéristique de l'invention, l'installation est pourvue d'une sortie pied, d'une sortie aération et d'une sortie pare-brise, l'installation comprenant au moins un premier volet qui contrôle l'accès du second flux d'air à la sortie pied. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le premier flux d'air est isolé du second flux d'air en aval du module de chauffage selon le sens de déplacement des flux d'air dans l'installation par le premier volet quand celui-ci est placé dans une première position extrême. Avantageusement, l'installation comprend une deuxième paroi qui isole le premier flux d'air du second flux d'air en aval du module de chauffage selon le sens de déplacement des flux d'air dans l'installation en combinaison avec le premier volet. Avantageusement encore, le premier volet est placé en une deuxième position où le second flux d'air se mélange avec le premier flux d'air. Selon une première caractéristique de l'invention, un conduit canalise le second flux d'air, le conduit comprenant une bouche d'admission installée dans l'habitacle du véhicule. Selon une deuxième caractéristique de l'invention, le second flux d'air est mis en mouvement par un pulseur installé dans le conduit. L'invention couvre également un système de chauffage pour véhicule électrique comprenant une installation selon l'une quelconque des caractéristiques présentées ci-dessus, dans lequel un circuit de fluide caloporteur est raccordé au corps de chauffe hydraulique, le circuit comprenant une pompe et un dispositif de stockage du fluide caloporteur. Le dispositif de stockage de fluide caloporteur comprend un moyen de chauffage électrique destiné à être raccordé à un réseau d'alimentation électrique externe au véhicule. L'invention vise encore un procédé de commande du système de chauffage évoqué précédemment. Dans ce système, l'installation comprend un premier volet qui contrôle l'accès du second flux d'air à une sortie pied, un deuxième volet qui contrôle l'accès d'un flux d'air à une sortie aération, un troisième volet qui contrôle l'accès du flux d'air à une sortie pare-brise et un quatrième volet qui contrôle une entrée du premier flux d'air dans l'installation. Le système est utilisé en un mode pré-conditionnement au cours duquel : - on active la pompe, - on active le moyen de chauffage électrique, - on maintient inactif le corps de chauffe électrique, - on maintient inactif le groupe moto-ventilateur, - on active un pulseur de mise en circulation du second flux d'air, - on place le premier volet dans une première position extrême où le premier flux d'air est isolé du deuxième flux d'air en aval du module de chauffage selon le sens de circulation des flux d'air, le second flux d'air sortant par la sortie pied. Avantageusement, ce mode est complété par les états suivants : - on ferme l'entrée du premier flux d'air au moyen du quatrième volet, - on ferme la sortie aération et la sortie pare-brise au moyen respectivement du deuxième volet et du troisième volet. Le système est utilisé aussi en un premier mode dégivrage au cours duquel : - on maintient inactive la pompe, - on active le corps de chauffe électrique, - on active le groupe moto-ventilateur, - on maintient inactif un pulseur de mise en circulation du second flux d'air, - on ferme la sortie pied au moyen du premier volet. Le système est utilisé aussi en un deuxième mode dégivrage au cours duquel : - on active la pompe, - on active le corps de chauffe électrique, - on active le groupe moto-ventilateur, - on active un pulseur de mise en circulation du second flux d'air, - on ferme la sortie pied au moyen du premier volet de sorte à autoriser un mélange du second flux d'air avec le premier flux d'air. Ces modes de dégivrage peuvent avantageusement être complétés quand : - le premier volet est dans une deuxième position extrême pour fermer la sortie pied, ouvrant un passage dans une deuxième paroi du boîtier de sorte que le second flux d'air se mélange avec le premier flux d'air, - on ferme l'entrée du premier flux d'air au moyen du quatrième volet, - on ferme la sortie d'aération au moyen du deuxième volet, - on place le troisième volet dans une position où le flux d'air sort par la sortie pare-brise. Le système est encore utilisé en un premier mode déshumidification au cours duquel: - on maintient inactive la pompe, - on active le corps de chauffe électrique, - on active le groupe moto-ventilateur, 2966390 s - on maintient inactif un pulseur de mise en circulation du second flux d'air, - on ferme la sortie pied au moyen du premier volet, - on ouvre au moins partiellement l'entrée du premier flux d'air au moyen du quatrième volet. 5 Le système est encore utilisé en un deuxième mode déshumidification au cours duquel: - on active la pompe, - on maintient inactif le corps de chauffe électrique, - on maintient inactif le groupe moto-ventilateur, 10 - on active un pulseur de mise en circulation du second flux d'air, - on ferme la sortie pied au moyen du premier volet. Ce mode de désembuage ou déshumidification est complété quand : - on ouvre au moins partiellement l'entrée du premier flux d'air au moyen du quatrième volet, 15 - on ferme la sortie d'aération au moyen du deuxième volet, - on place le troisième volet dans une position où le flux d'air sort par la sortie pare-brise. Le système est utilisé en un mode montée en température où : - on active la pompe, 20 - on active le corps de chauffe électrique, - on active le groupe moto-ventilateur, - on active un pulseur de mise en circulation du second flux d'air, - on ouvre la sortie pied en plaçant le premier volet dans une première position extrême où le flux d'air sort par la sortie pied. 25 Ce mode de montée en température peut être amélioré quand : - on ouvre au moins partiellement l'entrée du premier flux d'air au moyen du quatrième volet, - on ferme la sortie pare-brise au moyen du troisième volet, - on place le deuxième volet dans une position où le flux d'air sort par la 30 sortie aération. Le système est utilisé en un mode arrêt de courte durée au cours duquel : - on active la pompe, - on maintient inactif le corps de chauffe électrique, - on maintient inactif le groupe moto-ventilateur, - on active un pulseur de mise en circulation du second flux d'air, - on ouvre la sortie pied en plaçant le premier volet dans une première position extrême où le flux d'air sort par la sortie pied.
Ce mode arrêt de courte durée est complété par les états suivants : - on ouvre au moins partiellement l'entrée du premier flux d'air au moyen du quatrième volet, - on ferme la sortie pare-brise et la sortie aération au moyen respectivement du troisième volet et du deuxième volet.
Enfin, le système est utilisé en un mode stabilisation de température dans lequel : - on active la pompe pendant un temps déterminé par la capacité du moyen de stockage puis on la rend inactive à l'issu de ce temps, - on maintient inactif le corps de chauffe électrique pendant le temps déterminé par la capacité du moyen de stockage puis on le rend actif à l'issu 15 de ce temps, - on maintient inactif le groupe moto-ventilateur (7) pendant le temps déterminé par la capacité du moyen de stockage (33) puis on le rend actif à l'issue de ce temps, - on active un pulseur (26) de mise en circulation du second flux d'air 20 pendant le temps déterminé par la capacité du moyen de stockage (33) puis on le rend inactif à l'issu de ce temps, - on ouvre la sortie pied en plaçant le premier volet dans une première position extrême où le flux d'air sort par la sortie pied. De manière préférentielle, le temps d'activation de la pompe étant fonction 25 de la température du fluide caloporteur, de sorte que la pompe est rendue inactive lorsque la température du fluide caloporteur est dessous d'un seuil prédéterminé, à titre d'exemple une température de 40°C ou 60°C, ou toute température comprise entre ces seuils. De manière préférentielle encore, le pulseur de mise en circulation du 30 second flux d'air est activé tant que la température du fluide caloporteur est au dessus d'une valeur de consigne de température en sortie de l'installation. Dès lors que le dispositif de stockage est épuisé, c'est-à-dire que la température du fluide caloporteur est inférieure à une consigne de température d'air, le corps de chauffage électrique est rendu actif. Pour ce faire, le premier volet est positionné dans une seconde position extrême dans laquelle il permet la circulation du flux d'air vers la sortie pied. Dans ce cas, le premier volet est pivoté pour venir en appui contre une paroi du boîtier ou de la sortie pied, et d'une manière plus générale de sorte à autoriser l'accès du premier flux d'air vers la sortie pied. Avantageusement, on ouvre au moins partiellement l'entrée du premier flux d'air au moyen du quatrième volet et on ferme la sortie pare-brise et la sortie aération au moyen respectivement du troisième volet et du deuxième volet.
Un tout premier avantage selon l'invention réside dans la possibilité de séparer le flux d'air admis dans l'habitacle en deux flux dont un de ces flux échange avec un échangeur hydraulique et circule dans la partie basse de l'habitacle, cette partie étant celle qui offre un bon rendement en termes de ressenti du chauffage pour l'utilisateur du véhicule. II est ainsi possible de chauffer l'habitacle sans puiser sur la batterie qui équipe le véhicule et qui fournit l'énergie au moteur électrique de propulsion. Un autre avantage réside dans la possibilité de stocker un fluide caloporteur chauffé préalablement de sorte à l'utiliser pour chauffer l'habitacle en le faisant circuler dans le corps de chauffe hydraulique. Il est ainsi possible d'éviter l'emploi du corps de chauffe électrique pendant un période déterminée, ce qui évite de puiser l'énergie électrique sur la batterie. Ceci se traduit par un allongement de l'autonomie de la batterie et corrélativement par un allongement de la distance que le véhicule peut parcourir. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels : -la figure 1 est une vue schématique montrant l'installation selon l'invention, -la figure 2 est une vue schématique d'un exemple de réalisation du module de chauffage incorporé dans l'installation selon l'invention, -la figure 3 est un tableau illustrant l'état des composants du système selon l'utilisation de ce dernier. II faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en oeuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. La figure 1 illustre un exemple de réalisation de l'installation de ventilation et de chauffage selon l'invention. On notera tout d'abord que cette installation peut également assurer une fonction de climatisation. Cette installation 1 comprend un boîtier 2 qui délimite un volume interne 3 du boîtier vis-à-vis de l'environnement extérieur à ce dernier. Le boîtier 2 peut être formé en une pièce mais il peut également être formé par l'assemblage de plusieurs parties selon les besoins imposés par les techniques de moulage. Ce boîtier est fabriqué en matière plastique et forme une enveloppe qui renferme des composants constitutifs de l'installation 1. L'installation de ventilation et de chauffage comprend une entrée d'air 4 qui présente une bouche d'entrée d'air extérieur 5 et une bouche d'entrée d'air recyclé 46. La bouche d'entrée d'air extérieur 5 capte l'air à l'extérieur d'un habitacle 28 du véhicule alors que la bouche d'entrée d'air recyclé 46, autrement appelé recirculé, reçoit un air en provenance de l'habitacle 28. Un volet, appelé ci-après quatrième volet 6, contrôle l'origine de l'air, c"est-àdire extérieur ou recirculé, ainsi que la quantité de cette air autorisée à pénétrer dans l'entrée d'air 4. Le quatrième volet est susceptible de prendre une première position extrême où, comme illustré sur la figure 1, il ferme l'entrée d'air extérieur et autorise l'entrée de l'air recyclé. Ce quatrième volet peut prendre une seconde position extrême dans laquelle il ferme l'entrée d'air recyclé 46 et ouvre ou autorise la circulation entre la bouche d'entrée d'air extérieur 5 et le boîtier d'entrée d'air 4. Bien entendu, le quatrième volet est en mesure de prendre toutes positions intermédiaires correspondant à un mélange d'air extérieur et d'air recyclé. L'entrée d'air 4 est raccordée à un groupe moto-ventilateur 7 qui comprend une hélice radiale 8, l'air entrant dans cette dernière selon une première direction pour en sortir selon une deuxième direction perpendiculaire à la première direction. L'hélice radiale 8 est entrainée en rotation par un moteur électrique 9 installé dans un support solidarisé sur le boîtier 2. L'air mis en mouvement par le groupe moto-ventilateur 7 constitue un premier flux d'air 10 qui traverse un évaporateur 11 quand l'installation fournit une fonction de climatisation de l'habitacle 28.
Le premier flux d'air 10 atteint ainsi un module de chauffage 12 qui comprend un corps de chauffe électrique 13 et un corps de chauffe hydraulique 14. L'installation 1 comprend également un conduit 15 qui canalise un second flux d'air 16. Ce conduit 15 comprend une bouche d'admission ou d'entrée d'air 17 qui s'étend dans l'habitacle 28 du véhicule de sorte à capter un flux d'air recyclé. On notera que cette bouche d'admission d'air 17 est installée dans une partie basse de l'habitacle 28, par exemple au niveau des pieds des utilisateurs du véhicule. Un pulseur 26 est installé dans le conduit 15 de sorte à mettre en 1 o mouvement le second flux d'air 16 de la bouche d'admission 17 vers le corps de chauffe hydraulique 14. Le second flux d'air 16 traverse une partie de l'évaporateur 11 qui est distincte et séparée de la partie de cet évaporateur traversé par le premier flux d'air 10. Le second flux d'air 16 poursuit son chemin et traverse le corps de 15 chauffe hydraulique 14 du module de chauffage 12. Le premier flux d'air 10 et le deuxième flux d'air 16 joignent ensuite une zone de distribution 18 où l'air est distribué à une pluralité de sorties raccordées en différents points de l'habitacle 28. Le premier flux d'air 10 et le deuxième flux d'air 16 sont distincts et séparés 20 au moment de leur passage au travers du module de chauffage 12. Ainsi, le corps de chauffe électrique est traversé seulement par le premier flux d'air 10 alors que le corps de chauffe hydraulique est traversé seulement par le deuxième flux d'air 16. Pour ce faire, le boîtier 2 de l'installation comprend une première paroi 19 qui s'étend dans le volume interne 3 de l'installation. Cette première paroi 19 est 25 installée dans le prolongement d'une des parois qui délimite le conduit 15 de sorte à canaliser le flux d'air qui circule dans ce dernier à l'intérieur de l'installation. La première paroi 19 sépare le premier flux d'air 10 du second flux d'air 16 en amont du corps de chauffe hydraulique 14, selon le sens de déplacement du flux d'air dans l'installation 1. Avantageusement, la première paroi 19 sépare également le 30 premier flux d'air 10 du second flux d'air 16 au niveau de l'évaporateur 11, chaque flux d'air traversant des parties distinctes de l'évaporateur 11. La zone de distribution 18 comprend une sortie pied 20 en ce sens que cette dernière canalise le second flux d'air 16 vers la partie basse de l'habitacle 28 du 2966390 io véhicule. On comprend ici que cette sortie pied 20 et la bouche d'admission 17 se situent toutes les deux dans une zone basse de l'habitacle 28, par exemple à proximité immédiate du plancher du véhicule délimitant l'habitacle 28. Le second flux d'air qui circule vers ou dans la sortie pied 20 est commandé ou contrôlé par 5 un premier volet 21. Ce dernier peut prendre une première position extrême, telle qu'illustrée sur la figure 1, dans laquelle il canalise le second flux d'air 16 après son passage dans le corps de chauffe hydraulique 14, c'est-à-dire en aval du module de chauffage 12 selon le sens de déplacement du flux d'air dans l'installation. Le second flux d'air 16 est ainsi séparé ou isolé du premier flux d'air 10 également en aval du module de chauffage 12 et se trouve canaliser vers la sortie pied 20. A titre d'exemple de réalisation, on notera que l'installation 1, et plus particulièrement le boîtier 2 de cette dernière, comprend une deuxième paroi 27 qui s'étend dans le volume interne 3 et dans la zone de distribution 18. Cette deuxième paroi 27 est installée dans le prolongement de la séparation entre le corps de chauffe électrique 13 et le corps de chauffe hydraulique 14. Cette deuxième paroi 27 prolonge ainsi la première paroi 19 en aval du module de chauffage de sorte à isoler le premier flux d'air 10 du second flux d'air 16, cette séparation étant opérée en combinaison avec le premier volet 21. La zone de distribution 18 comprend aussi une sortie aération 22 qualifiée ainsi car elle canalise l'air vers une partie intermédiaire ou centrale, selon un axe vertical, de l'habitacle 28, c'est-à-dire sensiblement au niveau du volant équipant le véhicule. Dans la configuration de la figure 1, cette sortie aération 22 reçoit uniquement le premier flux d'air 10 après que ce dernier ait traversé le corps de chauffe électrique 13. La circulation vers ou dans la sortie aération 22 est orchestrée par un deuxième volet 23 qui peut prendre une première position extrême où il ouvre la sortie d'aération 22. Autrement dit, il autorise la circulation du flux d'air en direction de la sortie d'aération 22. Ce deuxième volet 23 peut prendre une deuxième position extrême dans laquelle il ferme la sortie aération 22, en se positionnant au travers de cette dernière, comme cela est illustré sur la figure 1. La zone de distribution 18 comprend encore une sortie pare-brise 24 dont la fonction est de canaliser le flux d'air en direction du pare-brise du véhicule et corrélativement de la partie haute de l'habitacle 28. Ce flux d'air longe ou lèche le 2966390 ii pare-brise et poursuit son parcours le long du toit qui délimite l'habitacle 28. La circulation du flux d'air dans ou en direction de cette sortie pare-brise est placée sous la dépendance d'un troisième volet 25 qui ouvre ou ferme la sortie pare-brise 24. 5 Les quatre volets évoqués ci-dessus peuvent prendre chacun deux positions extrêmes au cours desquelles ils autorisent ou interdisent la circulation du flux d'air vers la sortie concernée mais ils peuvent également prendre une multiplicité de positions intermédiaires situées entre ces deux positions extrêmes. L'installation 1 ainsi que les composants qui la constituent sont répartis entre 10 l'habitacle 28 et un compartiment avant 29 qui selon le sens de déplacement du véhicule est situé en avant de l'habitacle. Dans le cas d'un véhicule à propulsion électrique, le compartiment avant est à titre d'exemple apte à loger le moteur électrique de propulsion ou tout moyen de commande et de stockage d'énergie électrique. Ces deux compartiments sont séparés par un tablier 30 qui présente 15 au moins un trou pour le passage du boîtier 2. Selon une variante de réalisation, l'installation comprend un premier module destiné à venir en appui contre la face externe du tablier, et un second module destiné à être monté contre la face interne du tablier, les termes « interne » et « externe » étant lié à la position relative de l'élément associé par rapport au 20 tablier, interne correspondant à l'habitacle et externe correspondant au compartiment avant. Dans ce cas, les modules de l'installation prennent en sandwich le tablier qui comprend un trou pour le passage des premier et second flux d'air 10 et 16. A titre d'exemple, le premier module comprend le groupe moto-ventilateur ainsi que le circuit comprenant le corps de chauffage hydraulique dans 25 lequel circule le fluide caloporteur, le corps de chauffe électrique 13, le quatrième volet 6 et le moto-ventilateur 7. Le second module comprend l'évaporateur 11 et la zone de distribution comprenant notamment les premier, deuxième et troisième volets respectivement référencé 21, 23, 25. L'entrée d'air 4, le quatrième volet 6, le groupe moto-ventilateur 7, 30 l'évaporateur 11, la partie du boîtier qui entoure ou relie ces composants et une partie du conduit 15 sont installés dans le compartiment avant 29. La zone de distribution 18, une partie du conduit 15 et le pulseur 26 sont installés dans l'habitacle 28.
Toutefois, dans une variante de réalisation non représentée, le pulseur 26 est disposé dans le compartiment avant 29. Un tel agencement a pour avantage de réduire les bruits de fonctionnement tout en limitant l'encombrement de l'installation 1 dans le compartiment habitacle.
Le module de chauffage 12 est quant à lui monté dans le prolongement du tablier 30, occupant ainsi le trou pratiqué dans ce dernier. Ainsi, le corps de chauffe électrique 13 et le corps de chauffe hydraulique 14 s'étendent d'un plan confondu, ce dernier étant notamment parallèle ou confondu avec un plan dans lequel le tablier s'étend.
Dans une variante de réalisation non représentée, le corps de chauffage électrique 13 ainsi que le corps de chauffage hydraulique 14 sont tout deux installé dans le compartiment avant 29. Selon un exemple de réalisation non limitatif, le conduit 15 traverse le tablier par un second trou distinct du trou occupé par le boîtier 2 mais on comprend que le conduit 15 peut être accolé au boîtier 2 de sorte à former un ensemble unitaire avec ce dernier. L'installation 1 décrite ci-dessus est constitutive d'un système de chauffage qui comprend un circuit dans lequel circule un fluide caloporteur tel que de l'eau additionné de glycol. Ce circuit comprend deux tubes 31 et 32 dont la fonction est de transporter le fluide caloporteur. Ces deux tubes 31 et 32 sont raccordés au corps de chauffe hydraulique 14 qualifié ainsi car il est parcouru par le fluide caloporteur pour échanger avec le second flux d'air 16 qui le traverse. Ces deux tubes 31 et 32 sont par ailleurs raccordés à un dispositif de stockage 33 du fluide caloporteur. Ce dispositif de stockage 33 forme une réserve où une quantité de fluide caloporteur chauffée peut être conservée. Ce dispositif de stockage est notamment installé dans le compartiment avant 29. Le dispositif de chauffage prend par exemple la forme d'une bouteille ou d'un réservoir, avantageusement calorifugé de manière à limiter les échanges thermiques entre le fluide caloporteur et l'air environnant le dispositif de stockage 33.
Le circuit comprend également un moyen de mise en circulation du fluide caloporteur. Il s'agit d'une pompe 34 dont la fonction est de faire circuler ce fluide caloporteur entre le dispositif de stockage 33 et le corps de chauffe hydraulique 14.
Le dispositif de stockage 33 du fluide caloporteur comprend en outre un moyen de chauffage électrique 35 qui est raccordé à un réseau d'alimentation électrique externe au véhicule quand ce dernier est garé. Ce moyen de chauffage est activé pendant la phase de pré-conditionnement de l'habitacle du véhicule. Ce moyen de chauffage 35 prend par exemple la forme d'un thermoplongeur qui chauffe le fluide caloporteur à l'intérieur du dispositif de stockage 33. Il peut également s'agir d'une résistance à effet CTP, ou tous autres moyens électriques permettant de chauffer le fluide caloporteur. Le réseau électrique est qualifié d'externe en ce sens qu'il s'agit d'un réseau électrique provenant d'une source autre que la batterie du véhicule fournissant l'énergie au moteur électrique de propulsion. Ce réseau électrique externe peut être un réseau de type domestique, par exemple sous tension 220 Volts, 50 Hertz. La figure 2 montre un exemple de réalisation du module de chauffage 12 comprenant le corps de chauffe électrique 13 et le corps de chauffe hydraulique 14. Le corps de chauffe électrique 13 est agencé pour délivrer une puissance de trois Kilowatts alors que le corps de chauffe hydraulique est dimensionné pour délivrer une puissance de deux Kilowatts. Le corps de chauffe électrique 13 est également agencé pour fonctionner sous une tension continue comprise entre 250 et 450 Volts, correspondant à la tension délivrée par la batterie qui alimente le moteur électrique de propulsion du véhicule. On comprend donc que le corps de chauffe électrique est alimenté par cette batterie embarquée sur le véhicule. Ce module de chauffage 12 comprend aussi un module de commande 36 du corps de chauffe électrique 13 installé latéralement par rapport à ce dernier. Ce module de commande 36 comprend une borne d'alimentation positive 37 et une borne d'alimentation négative 38 pour fournir la puissance nécessaire au fonctionnement du corps de chauffe électrique 13. Le module de commande 36 comprend aussi un connecteur de commande 39 apte à recevoir et/ou envoyer des informations de type CAN ou LIN, par exemple. Le corps de chauffe électrique 13 comprend une pluralité d'éléments chauffants 40 entre lesquels est installé un dissipateur thermique ou ailette de refroidissement 41 chargé d'augmenter la surface d'échange avec le premier flux d'air. Le module de chauffage 12 comprend encore une boîte à eau 42 recevant une tubulure d'entrée 43 et une tubulure de sortie 44, ces dernières permettant de raccorder le corps de chauffe hydraulique 14 aux tubes d'acheminement du fluide caloporteur. Ce dernier circule dans une pluralité de canaux 45 qui s'étendent d'une extrémité à l'autre du module de chauffage 12. Entre chaque canal est installé un dissipateur thermique 41 identique ou similaire à celui installé dans le corps de chauffe électrique 13. Dans une première variante non représenté, le corps de chauffe électrique 13 et le corps de chauffe hydraulique 14 peuvent être deux éléments séparés et distincts. Mais l'invention trouve une application particulière quand le corps de chauffe électrique 13 et le corps de chauffe hydraulique 14 sont joints de sorte à former une ensemble unitaire. II est également avantageux que la boîte à eau 42 et le module de commande 36 fassent parties de cet ensemble unitaire. La figure 3 est un tableau qui montre l'état des composants du système en fonction d'une phase de fonctionnement prédéterminée. Ainsi, le système est commandé selon un procédé qui met en oeuvre un mode de pré-conditionnement, un mode de dégivrage, un mode de déshumidification ou désembuage, un mode de montée en température de l'habitacle, un mode d'arrêt de courte durée et un mode de stabilisation de la température dans l'habitacle. Le mode pré-conditionnement correspond à une phase où le véhicule est garé, inoccupé mais relié électriquement à un réseau de distribution d'électricité de sorte que le fluide caloporteur contenu dans le dispositif de stockage 33 est chauffé par le moyen de chauffage électrique 35. Dans ce cas, le moyen de chauffage 35, la pompe 34 et le pulseur 26 sont activés et le premier volet 21 est placé dans sa première position extrême, ouvrant ainsi la sortie pied 20 et bloquant le passage pratiqué dans la deuxième paroi 27 de sorte à isoler le second flux d'air 16 du premier flux d'air 10. Le second flux d'air 16 est prélevé dans l'habitacle 28, chauffé par le corps de chauffe hydraulique puis envoyé dans l'habitacle. Le corps de chauffe électrique 13, le groupe moto-ventilateur 7 sont inactivés. Le premier flux d'air est ainsi inexistant. Le quatrième volet 6 est en position fermé correspondant à une position dans laquelle il obstrue la bouche d'entrée d'air extérieur 5. Le deuxième volet 23 et le troisième volet 25 ferment également leurs sorties respectives.
Ce mode de pré-conditionnement, qui consiste en un chauffage de l'air par un maintien en température efficace de l'habitacle, est opéré par le flux d'air chaud contenu dans la partie basse de l'habitacle. Le mode dégivrage correspond à une phase où le pare-brise du véhicule est gelé ou givré, et pour lequel il faut très rapidement le dégivrer pour autoriser l'utilisation du véhicule. Dans ce cas, le moyen de chauffage 35, la pompe 34 et le pulseur 26 sont inactifs alors que le corps de chauffe électrique 13 et le groupe moto-ventilateur 7 sont actifs. Le troisième volet 25 est quand à lui placé dans une position extrême où il ouvre la sortie pare-brise 24.
Selon la température de l'air prélevé dans l'habitacle, et qui circule par la suite au travers du corps de chauffage électrique 13, il est rendu possible d'ajouter et de mélanger le second flux d'air 16 au premier flux d'air 10 recyclé. Dans ce cas, la pompe 34 est activée tandis que le premier volet 21 et le deuxième volet 23 ferment leurs sorties respectives. Ce faisant, le premier volet 21 libère un passage en aval du module de chauffage 12 à travers lequel le second flux d'air 16 passe pour se mélanger avec le premier flux d'air 10. Ceci permet d'envoyer très rapidement un flux d'air chaud vers le pare-brise en combinant les calories dissipées par le corps de chauffe hydraulique 14 avec les calories dissipées par le corps de chauffe électrique 13. Le quatrième volet 6 est en position fermé correspondant à une position dans laquelle il obstrue la bouche d'entrée d'air extérieur 5. Le mode désembuage ou déshumidification correspond à une phase où le taux d'humidité à l'intérieur de l'habitacle provoque une condensation sur les vitres, notamment sur le pare-brise. Dans ce cas, le moyen de chauffage 35, la pompe 34 et le pulseur 26 sont inactifs alors que le corps de chauffe électrique 13 et le groupe moto-ventilateur 7 sont actifs. Le troisième volet 25 est quand à lui placé dans une position extrême où il ouvre la sortie pare-brise 24. Le premier volet 21 et le deuxième volet 23 ferment leurs sorties respectives. Ce faisant, le premier volet libère un passage en aval du module de chauffage à travers lequel le second flux d'air 16 passe pour se mélanger avec le premier flux d'air 10. Le quatrième volet 6 est en position intermédiaire correspondant à une position dans laquelle il ouvre la bouche d'entrée d'air extérieur 5 et la bouche d'entrée d'air recyclé 46.
Pour le mode désembuage ou déshumidification, seul l'un d'entre le premier flux d'air 10 et le deuxième flux d'air 16 est dirigé vers la sortie pare-brise 24, par activation respectivement du groupe moto-ventilateur 7 ou du pulseur 26. La sélection de l'un d'entre les deux flux d'air 10 et 16 s'effectue selon la température du fluide caloporteur circulant dans le corps de chauffage hydraulique. A titre d'exemple, le corps de chauffage électrique 13 est activé si température du fluide caloporteur est inférieure à un seuil de température de 40°C ou 60°C, ou toute température du fluide caloporteur entre ces seuils. En revanche, si le dispositif de chauffage 33 n'est pas épuisé, c'est-à-dire pour une température du fluide caloporteur supérieure au seuil, le corps de chauffage électrique 13 est inactif alors que le corps de chauffe hydraulique 14 fournit ses calories au second flux d'air 16 pour être vers la sortie pare-brise 24 au moyen d'un positionnement du premier volet 21 dans sa seconde position extrême de sorte à ouvrir le passage dans la deuxième paroi 27. Contrairement au mode dégivrage qui nécessite un plus grand nombre de calories, le mode désembuage ou déshumidification ne nécessite pas de mélange des premier et deuxième flux d'air 10 et 16. Le mode montée en température de l'habitacle correspond à une phase où l'utilisateur vient de pénétrer dans l'habitacle et demande une élévation rapide de la température de l'air présent dans ce dernier. Dans ce cas, le moyen de chauffage 35 est inactif, compte tenu du fait qu'il est seulement rendu opérationnel par son raccordement à un réseau électrique approprié, tel que par exemple le réseau domestique. En revanche, la pompe 34, le pulseur 26, le groupe moto-ventilateur 7 et le corps de chauffe électrique sont actifs de sorte à fournir des calories à l'air de l'habitacle le plus rapidement possible. Le troisième volet 25 est quand à lui placé dans une position extrême où il ferme la sortie pare-brise 24. Le premier volet 21 et le deuxième volet 23 ouvrent leurs sorties respectives et le quatrième volet 6 est en position intermédiaire correspondant à une position dans laquelle il ouvre la bouche d'entrée d'air extérieur 5 et la bouche d'entrée d'air recyclé 46. Le mode arrêt de courte durée correspond à une phase d'arrêt en condition de conduite. A titre d'exemple, il s'agit d'un arrêt à un feu tricolore ou pendant un embouteillage. Dans ce cas, le moyen de chauffage 35 et le corps de chauffe électrique sont inactifs. En revanche, la pompe 34, le pulseur 26 sont actifs. Le groupe moto-ventilateur 7 est quant à lui arrêté, c'est-à-dire placé dans une situation inactive où le premier flux d'air 10 ne circule pas. Le deuxième volet 23 et le troisième volet 25 sont placés dans une position extrême où ils ferment leurs sorties respectives référencées 22 et 24. Le premier volet 21 ouvre la sortie pied 20 et isole le premier flux d'air 10 du deuxième flux d'air 16 en fermant le passage formé dans la deuxième paroi 27. Le quatrième volet 6 est maintenu dans la position dans laquelle il était lors de la phase qui précède le mode arrêt de courte durée.
On garantit ainsi une température acceptable pour l'utilisateur sans pour autant puiser de l'énergie sur la batterie. Le mode stabilisation de la température dans l'habitacle correspond à une phase de roulage dans laquelle la température demandée a été atteinte. Le procédé selon l'invention se contente de maintenir cette température en compensant les pertes thermiques de l'habitacle. Dans ce cas, le moyen de chauffage 35 est inactif. Le corps de chauffe électrique 13 est inactif et la pompe 34 est active tous deux pendant un temps correspondant à la capacité thermique du moyen de stockage 33, c'est-à-dire une période au cours de laquelle la température du fluide caloporteur est supérieure à une température demandée dans l'habitacle 28. Une fois que cette capacité est épuisée, le corps de chauffe électrique 13 est activé alors que la pompe 34 est rendue inactive. Le pulseur 26 est alors rendu inactif et le groupe moto-ventilateur 7 sont actifs. Le deuxième volet 23 et le troisième volet 25 sont placés dans une position extrême où ils ferment leurs sorties respectives référencées 22 et 24.
Le premier volet 21 ouvre la sortie pied 20 et isole le premier flux d'air 10 du deuxième flux d'air 16 en fermant le passage formé dans la deuxième paroi 27. Le quatrième volet 6 est en position intermédiaire correspondant à une position dans laquelle il ouvre la bouche d'entrée d'air extérieur 5 et la bouche d'entrée d'air recyclé 46.
Les différents modes de fonctionnement évoqués ci-dessus sont mis en oeuvre par un moyen de contrôle des différents composants du système et de l'installation.
Claims (20)
- REVENDICATIONS1. Installation (1) de ventilation et de chauffage pour un véhicule notamment animé par un moteur électrique, dans laquelle circule un premier flux d'air (10) mis en mouvement par un groupe moto-ventilateur (7) un module de chauffage (12) constitué d'un corps de chauffe électrique (13) traversé par le premier flux d'air (10), caractérisé en ce que le module de chauffage comprend un corps de chauffe hydraulique (14) traversé par un second flux d'air (16) distinct du premier flux d'air (10).
- 2. Installation selon la revendication 1, dans laquelle est prévue une première paroi (19) qui sépare le premier flux d'air (10) du second flux d'air (16) au moins en amont du module de chauffage (12) selon le sens de déplacement des flux d'air dans l'installation (1).
- 3. Installation selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle le corps de chauffe électrique (13) et le corps de chauffe hydraulique (14) s'étendent dans 15 un même plan.
- 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le corps de chauffe électrique (13) et le corps de chauffe hydraulique (14) forment le module de chauffage (12) de manière unitaire.
- 5. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans 20 laquelle est prévue une sortie pied (20), une sortie aération (22) et une sortie pare-brise (24), l'installation comprenant au moins un premier volet (21) qui contrôle l'accès du second flux d'air (16) à la sortie pied (20).
- 6. Installation selon la revendication 5, dans laquelle le premier flux d'air (10) est isolé du second flux d'air (16) en aval du module de chauffage (12) selon le 25 sens de déplacement des flux d'air par le premier volet (21) quand celui-ci est placé dans une première position extrême.
- 7. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 6, comprenant une deuxième paroi (27) qui isole le premier flux d'air (10) du second flux d'air (16) en aval du module de chauffage (12) selon le sens de déplacement des flux 30 d'air en combinaison avec le premier volet (21).
- 8. Installation selon la revendication 5, dans laquelle le premier volet (21) est placé en une deuxième position où le second flux d'air (16) se mélange avec le premier flux d'air (10).
- 9. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle un conduit (15) canalise le second flux d'air (16), le conduit (15) comprenant une bouche d'admission d'air (17) apte à être installée dans un habitacle (28) du véhicule.
- 10. Installation selon la revendication 9, dans laquelle le second flux d'air (16) est mis en mouvement par un pulseur (26) installé dans le conduit (15).
- 11. Système de chauffage pour véhicule électrique comprenant une installation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un circuit de fluide caloporteur est raccordé au corps de chauffe hydraulique (14), le circuit comprenant au moins une pompe (34) et un dispositif de stockage (33) du fluide caloporteur.
- 12. Système selon la revendication 11, dans lequel le dispositif de stockage (33) de fluide caloporteur comprend un moyen de chauffage électrique (35) destiné à être raccordé à un réseau d'alimentation électrique externe au véhicule.
- 13. Procédé de commande d'un système de chauffage selon la revendication 12, l'installation (1) comprenant un premier volet (21) qui contrôle l'accès du second flux d'air (16) à une sortie pied (20), un deuxième volet (23) qui contrôle l'accès d'un flux d'air à une sortie aération (22), un troisième volet (25) qui contrôle l'accès du flux d'air à une sortie pare-brise (24) et un quatrième volet (6) qui contrôle une entrée du premier flux d'air (10) dans l'installation (1), dans lequel, en un mode pré-conditionnement, - on active la pompe (34), - on active le moyen de chauffage électrique (35), - on maintient inactif le corps de chauffe électrique (13), - on maintient inactif le groupe moto-ventilateur (7), - on active un pulseur (26) de mise en circulation du second flux d'air (16), - on place le premier volet (21) dans une première position extrême où le premier flux d'air (10) est isolé du deuxième flux d'air (16) en aval du module de chauffage (12) selon le sens de circulation des flux d'air, le second flux d'air (16) sortant par la sortie pied (20).
- 14. Procédé de commande d'un système de chauffage selon la revendication 12, l'installation (1) comprenant un premier volet (21) qui contrôle l'accès du second flux d'air (16) à une sortie pied (20), un deuxième volet (23) quicontrôle l'accès d'un flux d'air à une sortie aération (22), un troisième volet (25) qui contrôle l'accès du flux d'air à une sortie pare-brise (24) et un quatrième volet (6) qui contrôle une entrée du premier flux d'air (10) dans l'installation (1), dans lequel, en un mode dégivrage, - on maintient inactive la pompe (34), - on active le corps de chauffe électrique (13), - on active le groupe moto-ventilateur (7), - on maintient inactif un pulseur (26) de mise en circulation du second flux d'air (16), - on ferme la sortie pied (20) au moyen du premier volet (21).
- 15. Procédé de commande d'un système de chauffage selon la revendication 12, l'installation (1) comprenant un premier volet (21) qui contrôle l'accès du second flux d'air (16) à une sortie pied (20), un deuxième volet (23) qui contrôle l'accès d'un flux d'air à une sortie aération (22), un troisième volet (25) qui contrôle l'accès du flux d'air à une sortie pare-brise (24) et un quatrième volet (6) qui contrôle une entrée du premier flux d'air (10) dans l'installation (1), dans lequel, en un mode dégivrage, - on active la pompe (34), - on active le corps de chauffe électrique (13), - on active le groupe moto-ventilateur (7), - on active ibn pulsPur (26) de mise en circulation du second flux d'air (16), - on ferme la sortie pied (20) au moyen du premier volet (21) afin de mélanger le second flux d'air (16) avec le premier flux d'air (10).
- 16. Procédé de commande d'un système de chauffage selon la revendication 12, l'installation (1) comprenant un premier volet (21) qui contrôle l'accès du second flux d'air (16) à une sortie pied (20), un deuxième volet (23) qui contrôle l'accès d'un flux d'air à une sortie aération (22), un troisième volet (25) qui contrôle l'accès du flux d'air à une sortie pare-brise (24) et un quatrième volet (6) qui contrôle une entrée du premier flux d'air (10) dans l'installation (1), dans lequel, en un mode déshumidification, - on maintient inactive la pompe (34), - on active le corps de chauffe électrique (13), - on active le groupe moto-ventilateur (7),- on maintient inactif un pulseur (26) de mise en circulation du second flux d'air (16), - on ferme la sortie pied (20) au moyen du premier volet (21), - on ouvre au moins partiellement l'entrée du premier flux d'air (10) au moyen du quatrième volet (6).
- 17. Procédé de commande d'un système de chauffage selon la revendication 12, l'installation (1) comprenant un premier volet (21) qui contrôle l'accès du second flux d'air (16) à une sortie pied (20), un deuxième volet (23) qui contrôle l'accès d'un flux d'air à une sortie aération (22), un troisième volet (25) qui contrôle l'accès du flux d'air à une sortie pare-brise (24) et un quatrième volet (6) qui contrôle une entrée du premier flux d'air (10) dans l'installation (1), dans lequel, en un mode déshumidification, - on active la pompe (34), - on maintient inactif le corps de chauffe électrique (13), - on maintient inactif le groupe moto-ventilateur (7), - on active un pulseur (26) de mise en circulation du second flux d'air (16), - on ferme la sortie pied (20) au moyen du premier volet (21).
- 18. Procédé de commande d'un système de chauffage selon la revendication 12, l'installation (1) comprenant un premier volet (21) qui contrôle l'accès du second flux d'air (16) à une sortie pied (20), un deuxième volet (23) qui contrôle l'accès d'un flux d'air à une sortie aération (22), un troisième volet (25) qui contrôle l'accès du flux d'air à une sortie pare-brise (24) et un quatrième volet (6) qui contrôle une entrée du premier flux d'air (10) dans l'installation (1), dans lequel, en un mode montée en température, - on active la pompe (34), - on active le corps de chauffe électrique (13), - on active le groupe moto-ventilateur (7), - on active un pulseur (26) de mise en circulation du second flux d'air, - on ouvre la sortie pied (20) en plaçant le premier volet (21) dans une première position extrême où le flux d'air sort par la sortie pied (20).
- 19. Procédé de commande d'un système de chauffage selon la revendication 12, l'installation comprenant un premier volet qui contrôle l'accès du second flux d'air à une sortie pied, un deuxième volet qui contrôle l'accès d'un fluxd'air à une sortie aération, un troisième volet qui contrôle l'accès du flux d'air à une sortie pare-brise et un quatrième volet qui contrôle une entrée du premier flux d'air dans l'installation, dans lequel, en un mode arrêt de courte durée, - on active la pompe (34), - on maintient inactif le corps de chauffe électrique (13), - on maintient inactif le groupe moto-ventilateur (7), - on active un pulseur (26) de mise en circulation du second flux d'air (16), - on ouvre la sortie pied (20) en plaçant le premier volet (21) dans une première position extrême où le flux d'air sort par la sortie pied (20).
- 20. Procédé de commande d'un système de chauffage selon la revendication 12, l'installation comprenant un premier volet qui contrôle l'accès du second flux d'air à une sortie pied, un deuxième volet qui contrôle l'accès d'un flux d'air à une sortie aération, un troisième volet qui contrôle l'accès du flux d'air à une sortie pare-brise et un quatrième volet qui contrôle une entrée du premier flux d'air dans l'installation, dans lequel, en un mode stabilisation de température, - on active la pompe (34) pendant un temps déterminé par la capacité du moyen de stockage (33) puis on la rend inactive, - on maintient inactif le corps de chauffe électrique (13) pendant le temps déterminé par la capacité du moyen de stockage (33) puis on le rend actif, - on maintient inactif le groupe moto-ventilateur (7) pendant le temps déterminé par la capacité du moyen de stockage (33) puis on le rend actif, - on active un pulseur (26) de mise en circulation du second flux d'air pendant le temps déterminé par la capacité du moyen de stockage (33) puis on le rend inactif à l'issu de ce temps, - on ouvre la sortie pied (20) en plaçant le premier volet (21) dans une première position extrême où le flux d'air sort par la sortie pied (20).
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