FR2984017A1

FR2984017A1 - Device for controlling temperature of electric battery utilized in e.g. hybrid car, has conditioning branch accommodating heat exchanger that is connected to coolant circuit for circulating coolant to control battery temperature

Info

Publication number: FR2984017A1
Application number: FR1103756A
Authority: FR
Inventors: Eric Condemine; Costa Anthony Da; Emmanuel Godefroy
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2013-06-14

Abstract

The device has a heater or an air conditioning appliance (10) with an outside air inlet (12), a heating/air conditioning branch (14), and a conditioning branch (16) for controlling battery temperature. An air outlet (18) is arranged towards a passenger compartment (H) of a motor vehicle e.g. electric car. The conditioning branch is connected to the air inlet, where the conditioning branch accommodates a heat exchanger (62) that is connected to a coolant circuit (70). The cooling circuit circulates a coolant for controlling the battery temperature. An independent claim is also included for a method for controlling temperature of battery.

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif pour le conditionnement de la température de batterie électrique, en particulier pour véhicule automobile, et un procédé utilisant un tel dispositif. The present invention relates to a device for conditioning the electric battery temperature, in particular for a motor vehicle, and a method using such a device.

Elle concerne plus particulièrement mais non exclusivement le conditionnement de température de batterie électrique de véhicule à motorisation hybride ou électrique. Comme cela est largement connu, un véhicule à motorisation hybride comporte un groupe motopropulseur qui utilise seul ou en combinaison, comme mode d'entraînement en traction/propulsion, un moteur thermique à combustion interne et une machine électrique rotative reliée à une source électrique, telle qu'une ou plusieurs batteries. Pour ce qui concerne les véhicules à motorisation électrique, ceux-ci 15 utilisent, comme mode d'entraînement en traction/propulsion, uniquement une machine électrique rotative alimentée par une source électrique, comme une ou plusieurs batteries. Dans ces différents types de véhicule automobile, plusieurs cellules de 20 batteries (de l'ordre de plusieurs dizaines à plusieurs centaines) sont placées dans le véhicule pour l'alimentation électrique de la machine rotative. Comme cela est également connu, les performances de ces batteries sont fortement dépendantes de leur température. 25 A titre d'exemple, la capacité de charge des batteries peut être dégradée lorsque cette température est élevée tout en entrainant une diminution de leur durée de vie ainsi que de leur autonomie. De même lorsque la température de ces batteries est trop basse, la capacité de ces batteries en charge ou en décharge peut être fortement dégradée, jusqu'à les rendre dysfonctionnelles. 30 Ainsi, il est nécessaire de prévoir un ou plusieurs dispositifs pour assurer le contrôle de la température de ces batteries. Ceci peut être réalisé, soit en les plaçant dans un flux d'air extérieur ou dans de l'air déjà présent dans l'habitacle 2 9 8 4 0 1 7 2 de l'automobile. Cette disposition ne permet pas cependant de réaliser une régulation du flux d'air efficace et constante de manière à ne pas entraîner un gradient de température trop élevée entre deux endroits des batteries. 5 Il est également connu de contrôler cette température à l'aide de flux d'air provenant d'un appareil de chauffage/climatisation présent dans le véhicule automobile et qui est utilisé pour le confort thermique du conducteur et des passagers. Comme mieux décrit dans la demande de brevet US 2009/0071178, les 10 batteries sont logées dans une conduite issue de l'appareil de chauffage/climatisation. L'embouchure de cette conduite comporte des volets de répartition permettant de faire circuler dans cette conduite de l'air conditionné, soit de l'air froid, soit de l'air chaud provenant de l'appareil de climatisation. Une fois que cet air a balayé les batteries, il est évacué vers l'extérieur du véhicule ou réintroduit dans l'appareil chauffage/climatisation. Cette disposition a pour inconvénient majeur d'entraîner un risque non négligeable de pollution lorsque les batteries sont défectueuses, notamment lorsqu'elles présentent des fuites du fluide réactif des batteries, comme un électrolyte. Ceci est d'autant plus néfaste dans la configuration où le flux d'air est réintroduit dans l'habitacle via l'appareil de chauffage/climatisation avec le risque d'intoxiquer les occupants du véhicule. De plus, l'implantation du système dans le véhicule est par ailleurs difficile de par la nécessité de faire circuler des flux volumiques d'air importants. It relates more particularly, but not exclusively, to the temperature conditioning of electric vehicle battery with hybrid or electric motorization. As is widely known, a hybrid powertrain vehicle comprises a powertrain that uses alone or in combination, as a traction / propulsion drive mode, an internal combustion engine and a rotary electric machine connected to an electrical source, such as one or more batteries. With regard to electrically powered vehicles, these vehicles use, as traction / propulsion drive mode, only a rotary electric machine powered by an electrical source, such as one or more batteries. In these different types of motor vehicle, several battery cells (of the order of several tens to several hundred) are placed in the vehicle for the power supply of the rotary machine. As is also known, the performance of these batteries are highly dependent on their temperature. By way of example, the charge capacity of the batteries can be degraded when this temperature is high while causing a decrease in their lifetime and their autonomy. Similarly, when the temperature of these batteries is too low, the capacity of these batteries in charge or in discharge can be strongly degraded, until they become dysfunctional. Thus, it is necessary to provide one or more devices for controlling the temperature of these batteries. This can be achieved either by placing them in an outside air flow or in the air already present in the passenger compartment of the automobile. However, this arrangement does not make it possible to achieve an efficient and constant air flow regulation so as not to cause an excessive temperature gradient between two locations of the batteries. It is also known to control this temperature with the aid of air flows coming from a heating / air-conditioning unit present in the motor vehicle and which is used for the thermal comfort of the driver and the passengers. As best described in US patent application 2009/0071178, the batteries are housed in a conduit from the heater / air conditioner. The mouth of this pipe has distribution flaps for circulating in this pipe air conditioning, either cold air or hot air from the air conditioning unit. Once this air has swept the batteries, it is discharged to the outside of the vehicle or reintroduced into the heater / air conditioning unit. This provision has the major disadvantage of causing a significant risk of pollution when the batteries are defective, especially when they show leakage of the reactive fluid batteries, such as an electrolyte. This is even more harmful in the configuration where the air flow is reintroduced into the cabin via the heater / air conditioning with the risk of poisoning the occupants of the vehicle. In addition, the implementation of the system in the vehicle is also difficult because of the need to circulate large volume flows of air.

Enfin, la consommation électrique d'un système de refroidissement par circulation d'air est plus élevée que celle d'un système de refroidissement liquide. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients ci-30 dessus énumérés grâce à une disposition qui permette d'assurer un contrôle efficace de la température des batteries tout en minimisant les risques vis-à-vis des occupants du véhicule. Finally, the electrical consumption of a cooling system by air circulation is higher than that of a liquid cooling system. The present invention proposes to overcome the drawbacks enumerated above by means of an arrangement which makes it possible to ensure effective control of the temperature of the batteries while minimizing the risks vis-à-vis the occupants of the vehicle.

Ces batteries peuvent être ainsi maintenues dans une plage de température idéale pour leur fonctionnement (généralement comprise entre environ 0°C et environ 35°C), ce qui permet d'éviter la baisse de rendement, d'offrir des performances maximales et de limiter le vieillissement de ces batteries. A cet effet, la présente invention concerne un dispositif pour le conditionnement de la température de batterie électrique, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un appareil de chauffage/climatisation avec une entrée d'air extérieur, une branche de chauffage/climatisation, une branche de conditionnement de la température des batteries et une évacuation d'air vers l'habitacle du véhicule, caractérisé en ce que la branche de conditionnement est raccordée à l'entrée d'air et en ce que ladite branche loge un échangeur de chaleur raccordé à un circuit de circulation d'un fluide caloporteur pour le conditionnement de la température de batterie. Le dispositif peut comprendre un passage de communication entre les deux branches. These batteries can thus be maintained in an ideal temperature range for their operation (generally between about 0 ° C. and about 35 ° C.), which makes it possible to avoid a drop in efficiency, to offer maximum performance and to limit the aging of these batteries. For this purpose, the present invention relates to a device for conditioning the electric battery temperature, in particular for a motor vehicle, comprising a heating / air conditioning unit with an outside air inlet, a heating / air conditioning branch, a branch for conditioning the battery temperature and evacuating air to the passenger compartment of the vehicle, characterized in that the conditioning branch is connected to the air inlet and in that said branch houses a heat exchanger connected to a circulation circuit of a heat transfer fluid for conditioning the battery temperature. The device may comprise a communication passage between the two branches.

Le passage peut être contrôlé par un volet de circulation. La circulation de l'air extérieur dans la branche de conditionnement peut être contrôlée par un volet de circulation. The passage can be controlled by a traffic flap. The circulation of the outside air in the conditioning branch can be controlled by a flap of circulation.

Le dispositif peut comprendre un volet de régulation contrôlant la sortie de la branche de chauffage/climatisation. Le dispositif peut comprendre des moyens pour le déplacement synchrone du volet de circulation et du volet de régulation. The device may comprise a control flap controlling the output of the heating / air conditioning branch. The device may comprise means for the synchronous displacement of the circulation flap and the regulation flap.

Le dispositif peut comprendre des moyens pour le déplacement asynchrone du volet de circulation et du volet de régulation. The device may comprise means for the asynchronous displacement of the circulation flap and the regulation flap.

Le véhicule peut être un véhicule à motorisation hybride avec un groupe motopropulseur utilisant un moteur thermique à combustion interne et une machine électrique rotative reliée à une ou des batteries. The vehicle may be a hybrid engine with a power train using an internal combustion engine and a rotary electric machine connected to one or more batteries.

Le véhicule peut être un véhicule à motorisation électrique utilisant une machine électrique rotative alimentée par une ou plusieurs batteries. L'invention concerne également un procédé pour le conditionnement de la température de batterie électrique, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un appareil de chauffage/climatisation avec une entrée d'air extérieur, une branche de chauffage/climatisation, une branche de conditionnement de la température des batteries et une évacuation d'air vers l'habitacle du véhicule, caractérisé en ce qu'il consiste à placer un échangeur de chaleur raccordé à un circuit de circulation d'un fluide caloporteur dans une branche de conditionnement issue de l'entrée d'air et de balayer cet échangeur par de l'air conditionné provenant de la branche de chauffage/climatisation. Le procédé peut consister à admettre de l'air conditionné dans la branche 20 de conditionnement au travers d'un passage de communication entre les deux branches. Le procédé peut consister à contrôler le passage de l'air conditionné par un volet multipositions. 25 Le procédé peut consister à contrôler la circulation de l'air extérieur dans la branche de conditionnement par un volet multipositions. Le procédé peut consister, pour un véhicule à motorisation hybride avec 30 un groupe motopropulseur utilisant un moteur à combustion interne et une machine électrique rotative reliée à une ou des batteries, en l'utilisation l'échangeur de chaleur en tant que capacité thermique pour le stockage de froid afin de refroidir l'habitacle du véhicule lors de l'arrêt du fonctionnement du moteur à combustion interne. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître maintenant à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et à laquelle sont annexées : - la figure 1 qui montre un dispositif pour le conditionnement de la température de batterie électrique selon l'invention, et - la figure 2 qui montre le dispositif de la figure 1 selon une autre 10 configuration. Sur la figure 1, il est illustré un dispositif de conditionnement de température de batteries qui comprend un appareil de chauffage/climatisation 10 de l'habitacle H d'un véhicule automobile et qui est utilisé en outre pour 15 assurer le contrôle de la température de batterie électrique. Dans la suite de la description, le groupe de mots "batterie électrique" couvre indifféremment, soit une batterie, soit plusieurs batteries. Ces batteries sont utilisées à titre d'exemple pour des véhicules à motorisation hybride ou 20 électrique. Les véhicules à motorisation hybride comportent un groupe motopropulseur qui utilise, seul ou en combinaison, un moteur à combustion interne et une machine électrique rotative reliée à des batteries alors que les véhicules à motorisation électrique utilisent uniquement une machine électrique 25 rotative alimentée par des batteries. Cet appareil comporte une entrée d'air extérieur 12 à partir de laquelle sont issues une branche de chauffage/climatisation 14 de l'habitacle du véhicule automobile et une branche de conditionnement 16 de la température 30 de batteries électrique disposée sensiblement parallèlement à la branche de chauffage/climatisation. Le débouché de ces branches aboutit à une évacuation d'air 18 qui arrive dans l'habitacle H du véhicule automobile (non représenté). The vehicle may be an electrically powered vehicle using a rotary electric machine powered by one or more batteries. The invention also relates to a method for conditioning the electric battery temperature, in particular for a motor vehicle, comprising a heating / air conditioning apparatus with an outside air inlet, a heating / air conditioning branch, a conditioning branch of the temperature of the batteries and an evacuation of air to the passenger compartment of the vehicle, characterized in that it consists in placing a heat exchanger connected to a circulating circuit of a heat transfer fluid in a conditioning branch resulting from the air intake and sweep this exchanger by air conditioning from the heating / air conditioning branch. The method may consist in admitting air conditioning in the conditioning branch 20 through a communication passage between the two branches. The method may consist in controlling the passage of the air conditioning by a multiposition flap. The method may include controlling the circulation of outside air in the conditioning branch by a multiposition flap. The method may consist, for a hybrid powered vehicle with a power train using an internal combustion engine and a rotary electric machine connected to one or more batteries, in which the heat exchanger is used as a heat capacity for the engine. storing cold to cool the passenger compartment of the vehicle when stopping the operation of the internal combustion engine. The other features and advantages of the invention will now appear on reading the following description, given solely by way of illustration and without limitation, and to which are appended: FIG. 1 which shows a device for conditioning the electric battery temperature according to the invention, and - Figure 2 which shows the device of Figure 1 according to another configuration. In FIG. 1, there is illustrated a battery temperature conditioning device which comprises a heater / air conditioner 10 of the passenger compartment H of a motor vehicle and which is furthermore used to control the temperature of the vehicle. electric battery. In the remainder of the description, the group of words "electric battery" covers indifferently, either a battery or several batteries. These batteries are used as examples for vehicles with hybrid or electric drive. Hybrid-engined vehicles comprise a powertrain that uses, alone or in combination, an internal combustion engine and a rotary electric machine connected to batteries, while electrically powered vehicles use only a rotary electric machine powered by batteries. This apparatus comprises an outside air inlet 12 from which a heating / air conditioning branch 14 of the passenger compartment of the motor vehicle and a conditioning branch 16 of the electric battery temperature arranged substantially parallel to the Heating Air Conditioning. The outlet of these branches results in an air evacuation 18 which arrives in the passenger compartment H of the motor vehicle (not shown).

L'entrée d'air 12 est suivie par un pulseur d'air 20 placé en amont des deux branches et qui permet de faire circuler de l'air extérieur de l'entrée (Flèche A) vers l'évacuation d'air (Flèche B). A titre d'exemple, ce pulseur se présente sous la forme d'une hélice 22 entrainée en rotation par un moteur électrique 24. La branche de chauffage/climatisation 14 comprend, au voisinage de son embouchure 26, un moyen de génération de froid, comme un évaporateur 28, qui s'étend sur toute la section de cette branche et qui fait partie d'un circuit de chauffage/climatisation 30 du véhicule. Comme cela est connu, le fluide frigorigène circulant dans cet évaporateur est contrôlé par tous moyens, comme un robinet 32. Après l'évaporateur 28, la branche 14 se scinde en deux canaux 34, 36 sensiblement parallèles l'un avec l'autre et venant se confondre à leurs débouchés 38, 40 en un canal de jonction 42 dont la sortie 44 arrive à l'évacuation d'air 18. Le canal 36, dit canal d'air froid, est situé au plus prés de la branche de conditionnement 16, c'est-à-dire vers le haut en considérant la figure 1, alors que le canal 34, dit canal d'air chaud, est situé en dessous du canal d'air froid. Le canal d'air chaud comprend un générateur de chaleur 46, ou radiateur de chauffage, placé après l'embouchure 48 de ce canal en occupant toute sa section transversale. Ce radiateur peut faire partie d'un circuit de refroidissement 50 du moteur thermique dans le cas d'un véhicule à motorisation hybride, comme illustré sur la figure 1, ou peut être un radiateur électrique alimenté par des batteries, notamment pour une configuration de véhicule à motorisation électrique. Un volet de répartition d'air 52, ici un volet basculant, est placé à la jonction entre l'embouchure 54 du canal d'air froid et celle 48 du canal d'air chaud. Ce volet a pour rôle essentiel de répartir l'air extérieur qui a traversé l'évaporateur 28 entre les deux canaux. Avantageusement, ce volet est un volet à positions multiples entre une position de pleine fermeture du canal d'air froid (ou de pleine ouverture du canal d'air chaud) et une position de pleine fermeture du canal d'air chaud (ou de pleine ouverture du canal d'air froid). The air inlet 12 is followed by an air blower 20 placed upstream of the two branches and which makes it possible to circulate air outside the inlet (Arrow A) towards the air outlet (Arrow B). For example, this blower is in the form of a propeller 22 rotated by an electric motor 24. The heating / air conditioning branch 14 comprises, in the vicinity of its mouth 26, a cold generating means, as an evaporator 28, which extends over the entire section of this branch and which is part of a heating / air conditioning circuit 30 of the vehicle. As is known, the refrigerant circulating in this evaporator is controlled by any means, such as a valve 32. After the evaporator 28, the branch 14 splits into two channels 34, 36 substantially parallel to each other and coming to merge with their outlets 38, 40 in a junction channel 42 whose output 44 arrives at the air outlet 18. The channel 36, said cold air channel, is located closer to the conditioning branch 16, that is to say upward considering Figure 1, while the channel 34, said hot air channel, is located below the cold air channel. The hot air channel comprises a heat generator 46, or heating radiator, placed after the mouth 48 of this channel occupying its entire cross section. This radiator can be part of a cooling circuit 50 of the engine in the case of a hybrid engine vehicle, as shown in Figure 1, or can be an electric heater powered by batteries, in particular for a vehicle configuration with electric motor. An air distribution flap 52, here a tilting flap, is placed at the junction between the mouth 54 of the cold air duct and the mouth 48 of the hot air duct. This component has the essential role of distributing the outside air that has passed through the evaporator 28 between the two channels. Advantageously, this flap is a multi-position flap between a fully closed position of the cold air channel (or full opening of the hot air channel) and a fully closed position of the hot air channel (or of full air). opening of the cold air channel).

De manière préférentielle, ce volet est commandé en rotation par un micromoteur électrique de type pas à pas, mais tous autres moyens peuvent être utilisés. Le canal de jonction 42 comporte, après les débouchés 38, 40 des canaux 34, 36, un volet de régulation d'air 56 placé au niveau de sa sortie 44. Ce volet est préférentiellement un volet multipositions entre une position de pleine ouverture et une position de pleine fermeture de cette sortie 44 vers l'évacuation d'air 18. Preferably, this flap is rotated by an electric micromotor type step, but any other means can be used. The junction channel 42 comprises, after the outlets 38, 40 of the channels 34, 36, an air regulating flap 56 placed at its outlet 44. This flap is preferably a multiposition flap between a fully open position and a flap. fully closed position of this outlet 44 to the air outlet 18.

Comme mieux visible sur la figure 1, le canal de jonction 42 de la branche de chauffage/climatisation comporte un passage de communication 58 vers la branche de conditionnement 16. Ce passage est contrôlé par un volet de circulation 60, qui est un volet à multipositions. Ce volet, comme un volet basculant, peut basculer entre une position de pleine ouverture du passage 58 entre les deux branches avec la pleine fermeture de la branche de conditionnement 16 pour l'air extérieur venant de l'entrée d'air 12 et une position de pleine fermeture de ce passage avec une pleine ouverture de la branche de conditionnement 16. La branche de conditionnement 16 loge, après le passage de communication 58 en considérant le sens de circulation de l'air de l'entrée 12 vers l'évacuation 18, un échangeur de chaleur 62 qui occupe toute la section transversale de la branche 16 et qui est utilisé en tant que réchauffeur ou en tant que refroidisseur pour les batteries 64. Ces batteries et éventuellement le dispositif d'électronique de puissance 66 sont placés dans un boitier de conditionnement 68 qui est fait partie d'un circuit 70 de conditionnement de température avec une circulation de fluide caloporteur entre ce boîtier et l'échangeur 62. As best seen in FIG. 1, the junction channel 42 of the heating / air conditioning branch includes a communication passage 58 towards the conditioning branch 16. This passage is controlled by a circulation flap 60, which is a multiposition flap . This flap, like a tilting flap, can switch between a fully open position of the passage 58 between the two branches with the full closure of the conditioning branch 16 for the outside air coming from the air inlet 12 and a position full closure of this passage with a full opening of the conditioning branch 16. The conditioning branch 16 houses, after the communication passage 58 by considering the direction of air flow from the inlet 12 to the evacuation 18 , a heat exchanger 62 which occupies the entire cross section of the branch 16 and which is used as a heater or as a cooler for the batteries 64. These batteries and possibly the power electronics device 66 are placed in a packaging box 68 which is part of a temperature conditioning circuit 70 with a coolant circulation between this housing and the exchanger 62.

Bien entendu et cela sans sortir du cadre de l'invention, l'appareil comporte une unité de contrôle (non représentée) qui commande tous les éléments nécessaires au fonctionnement du dispositif de conditionnement et plus particulièrement le robinet 32 ainsi que les volets 52, 56 et 60. Le fonctionnement du dispositif de conditionnement va être maintenant décrit en détail en relation avec les figures 1 et 2 pour lesquels les volets de régulation 56 et de circulation 60 sont à déplacement synchrone l'un avec l'autre en étant commandé en rotation par tous moyens connus, comme un système tringles 72 actionnées par un moteur électrique de type micromoteur pas à pas (non représenté). Bien entendu et cela sans sortir du cadre de l'invention, ces deux volets 15 peuvent être à déplacement asynchrone, c'est-à-dire indépendant l'un de l'autre. Pour cela, chaque volet pourra être commandé en rotation par tous moyens connus, comme un micromoteur pas à pas. Dans la configuration de la figure 1, qui est considérée comme la 20 configuration nominale, le volet de répartition d'air 52 est dans une position horizontale de façon à ce que les deux embouchures 48 et 54 soient totalement ouvertes en assurant ainsi une répartition sensiblement égale entre les deux canaux 34 et 36 de l'air qui a traversé l'évaporateur (le robinet 52 étant dans une position ouverte ou fermée), le volet 56 est en position de pleine ouverture 25 de la sortie 44 alors que le volet de circulation 60 est en position de pleine fermeture du passage de communication 58 et de plein ouverture de la branche de conditionnement 16. Lorsque l'air extérieur à l'entrée 12 est à température basse (air froid), 30 inférieure à environ 15°C, le dispositif permet de réponde aux demandes suivantes : - Configuration 1) - demande d'air chaud pour balayer l'échangeur 62 et chauffer ainsi le fluide caloporteur qui sera utilisé pour réchauffer les batteries 64 au travers du circuit 70 et du boitier 68 et - demande d'air chaud à introduire dans l'habitacle du véhicule automobile par les occupants. Pour cette configuration (voir figure 2), le robinet 32 est en position fermé en empêchant toute circulation du fluide frigorigène dans l'évaporateur 28 et le radiateur de chauffage 46 est actif. Le volet de répartition 52 est placé dans une position comprise entre la pleine fermeture du canal d'air froid 36 et sa position nominale (volet sensiblement horizontal), le volet de circulation 60 est dans une position comprise entre la pleine fermeture de la branche de conditionnement 16 et la pleine fermeture du passage de communication 58, et, compte tenu du synchronisme de ce volet avec le volet de régulation 56, ce dernier est dans une position comprise entre la pleine fermeture de la sortie 44 et sa pleine ouverture. Ainsi, l'air froid pénétrant dans l'entrée 12 est admis dans chacune des deux branches 14 et 16 après la mise en mouvement par le pulseur 20. Dans la branche de chauffage/climatisation 14, cet air froid traverse l'évaporateur qui est inactif, puis, en fonction de la position du volet 52 circule, soit dans les deux canaux 34, 36, soit uniquement dans le canal de chauffage 34 dans lequel il traverse le radiateur de chauffage 46 en se réchauffant. Cet air réchauffé qui arrive dans le canal de jonction 42 est à une température qui varie entre une température chaude (volet 52 fermant le canal d'air froid 36) et une température médiane (volet 52 en position médiane ouvrant les deux canaux). Cet air est ensuite dirigé vers l'échangeur 62 en traversant le passage 58. Cet air chaud traverse l'échangeur 62 auquel il cède de la chaleur qui est utilisée pour chauffer le fluide caloporteur du circuit 70 et par conséquent les batteries 64. Après avoir traversé l'échangeur, l'air encore chaud est introduit dans l'habitacle H du véhicule automobile au travers de l'évacuation 18. Of course and without departing from the scope of the invention, the apparatus comprises a control unit (not shown) which controls all the elements necessary for the operation of the conditioning device and more particularly the valve 32 and the flaps 52, 56 and 60. The operation of the packaging device will now be described in detail in relation to FIGS. 1 and 2 for which the regulation and movement flaps 56 are synchronously displaced with each other by being rotated by any known means, such as a system of rods 72 actuated by an electric motor type micromotor step (not shown). Of course and without departing from the scope of the invention, these two flaps 15 may be asynchronous displacement, that is to say independent of one another. For this, each flap can be controlled in rotation by any known means, such as a micromotor step by step. In the configuration of FIG. 1, which is considered to be the nominal configuration, the air distribution flap 52 is in a horizontal position so that the two mouths 48 and 54 are fully open, thus ensuring a substantially uniform distribution. equal between the two channels 34 and 36 of the air that has passed through the evaporator (the valve 52 being in an open or closed position), the flap 56 is in the fully open position 25 of the outlet 44 while the flap circulation 60 is in the fully closed position of the communication passage 58 and full opening of the conditioning branch 16. When the outside air at the inlet 12 is at low temperature (cold air), less than about 15 ° C. , the device makes it possible to respond to the following requests: - Configuration 1) - hot air demand to scan the exchanger 62 and thus heat the heat transfer fluid that will be used to heat the batteries 64 through circuit 70 and the housing 68 and - hot air demand to be introduced into the passenger compartment of the motor vehicle by the occupants. For this configuration (see Figure 2), the valve 32 is in the closed position by preventing any flow of refrigerant in the evaporator 28 and the heating radiator 46 is active. The distribution flap 52 is placed in a position between the full closure of the cold air channel 36 and its nominal position (substantially horizontal flap), the flap 60 is in a position between the full closure of the branch of the conditioning 16 and the full closure of the communication passage 58, and, given the synchronism of this flap with the control flap 56, the latter is in a position between the full closure of the outlet 44 and its full opening. Thus, the cold air entering the inlet 12 is admitted into each of the two branches 14 and 16 after being set in motion by the blower 20. In the heating / air conditioning branch 14, this cold air passes through the evaporator which is inactive, then, depending on the position of the flap 52 flows, either in the two channels 34, 36, or only in the heating channel 34 in which it passes through the heating radiator 46 while heating up. This heated air that arrives in the junction channel 42 is at a temperature that varies between a hot temperature (flap 52 closing the cold air channel 36) and a median temperature (flap 52 in the middle position opening the two channels). This air is then directed to the exchanger 62 through the passage 58. This hot air passes through the heat exchanger 62 to which it gives heat which is used to heat the heat transfer fluid of the circuit 70 and consequently the batteries 64. After having Through the exchanger, the still hot air is introduced into the cabin H of the motor vehicle through the evacuation 18.

La position des volets 56 et 60 détermineront l'étendue de la température de l'air respectivement à l'évacuation 18 et en amont de l'échangeur 62. Bien entendu, dans le cas ou les volets 56 et 60 ne sont pas synchrone l'un avec l'autre, il est possible de régler indépendamment le débit et la température de l'air chaud au travers de l'échangeur 62 et de l'air chaud introduit dans l'évacuation 18. Ainsi, le réchauffage des batteries par les calories générées par le moteur 10 thermique en condition de température faible (air froid), permet d'obtenir rapidement un état batterie opérationnel et en augmente le rendement et la durée de vie. Ces deux effets contribuent ainsi à réduire la consommation énergétique du véhicule. 15 - Configuration 2) - demande d'air froid pour balayer l'échangeur 62 et ainsi refroidir le fluide caloporteur circulant dans le circuit 70 dans le but de refroidir les batteries 64 et - demande d'air chaud à introduire dans l'habitacle du véhicule automobile 20 par les occupants. Pour cette configuration et à partir de la figure 1, le robinet 32 reste en position fermée en empêchant toute circulation du fluide frigorigène dans l'évaporateur 28 et le radiateur de chauffage 46 est toujours actif. Le volet de répartition 52 est maintenant placé dans une position comprise entre la pleine 25 fermeture du canal d'air froid 36 et sa position nominale (volet sensiblement horizontale), le volet de circulation 60 est dans une position de pleine fermeture du passage de communication 58 et de pleine ouverture de la branche d conditionnement 16, et le volet de régulation 56 est dans une position de pleine ouverture de la sortie 44. 30 Comme précédemment, l'air froid pénétrant dans l'entrée 12 est admis dans chacune des deux branches 14 et 16 après sa mise en mouvement par le pulseur 20. Dans la branche de chauffage/climatisation 14, cet air froid traverse l'évaporateur qui est inactif, puis, en fonction de la position du volet 52 circule, soit dans les deux canaux 34, 36, soit uniquement dans le canal de chauffage 34 dans lequel il traverse le radiateur de chauffage 46 en se réchauffant. Cet air réchauffé qui arrive dans le canal de jonction 42 est à une température qui est comprise entre une température chaude (volet 52 fermant le canal d'air froid) et une température médiane (volet 52 en position médiane ouvrant les deux canaux). Après avoir traversé l'échangeur et la sortie 44, l'air chaud est introduit dans l'habitacle H du véhicule automobile au travers de l'évacuation 18. L'air froid qui circule dans la branche de conditionnement 16 traverse l'échangeur 62 en récupérant la chaleur contenu dans le fluide caloporteur qui est ainsi refroidi. Ce fluide refroidi circule ensuite dans le circuit 70 pour assurer le refroidissement des batteries 64 et, si nécessaire de l'électronique de puissance 66. Cet air froid qui a été réchauffé par le passage au travers de l'échangeur 62 est ensuite dirigé vers la sortie 18 pour être admis dans l'habitacle. Bien entendu, dans le cas ou les volets 56 et 60 ne sont pas synchrones l'un avec l'autre, il est possible de régler indépendamment le débit et la température de l'air froid au travers de l'échangeur 62 et de l'air chaud introduit dans l'évacuation 18. The position of the flaps 56 and 60 will determine the extent of the temperature of the air respectively at the discharge 18 and upstream of the exchanger 62. Of course, in the case where the flaps 56 and 60 are not synchronous, With each other, it is possible to regulate independently the flow rate and the temperature of the hot air through the exchanger 62 and the hot air introduced into the outlet 18. Thus, the heating of the batteries by the calories generated by the thermal engine 10 under low temperature conditions (cold air) makes it possible to quickly obtain an operational battery state and increases its efficiency and service life. These two effects thus contribute to reducing the energy consumption of the vehicle. 15 - Configuration 2) - cold air demand to scan the exchanger 62 and thus cool the coolant circulating in the circuit 70 in order to cool the batteries 64 and - hot air demand to be introduced into the passenger compartment. motor vehicle 20 by the occupants. For this configuration and from Figure 1, the valve 32 remains in closed position by preventing any flow of refrigerant in the evaporator 28 and the heating radiator 46 is still active. The distribution flap 52 is now placed in a position between the full closure of the cold air duct 36 and its nominal position (substantially horizontal flap), the flap 60 is in a fully closed position of the communication passage. 58 and full opening of the conditioning branch 16, and the control flap 56 is in a fully open position of the outlet 44. As previously, the cold air entering the inlet 12 is admitted in each of the two branches 14 and 16 after its movement by the blower 20. In the heating / air conditioning branch 14, this cold air passes through the evaporator which is inactive, then, depending on the position of the flap 52 circulates, or in both channels 34, 36, or only in the heating channel 34 in which it passes through the heating radiator 46 while heating. This heated air that arrives in the junction channel 42 is at a temperature that is between a hot temperature (flap 52 closing the cold air channel) and a median temperature (flap 52 in the middle position opening the two channels). After passing through the exchanger and the outlet 44, the hot air is introduced into the passenger compartment H of the motor vehicle through the outlet 18. The cold air flowing in the conditioning branch 16 passes through the exchanger 62 by recovering the heat contained in the coolant which is thus cooled. This cooled fluid then circulates in the circuit 70 to cool the batteries 64 and, if necessary, the power electronics 66. This cold air, which has been heated by the passage through the exchanger 62, is then directed towards the exit 18 to be admitted into the cockpit. Of course, in the case where the flaps 56 and 60 are not synchronous with each other, it is possible to regulate independently the flow rate and the temperature of the cold air through the exchanger 62 and the hot air introduced into the evacuation 18.

Dans le cas où l'air extérieur à l'entrée 12 est à température élevée (air chaud), supérieure à environ 20°C, le dispositif permet de réponde aux demandes suivantes : - Configuration 3) - demande d'air froid pour refroidir les batteries 64 au travers du circuit 70 et de l'échangeur 62 et - demande d'air froid pour l'habitacle du véhicule automobile par les occupants. Pour cette configuration (voir figure 2), le robinet 32 est en position ouverte en rendant opérationnel l'évaporateur 28. Le volet de répartition 52 est placé dans une position comprise entre la pleine fermeture du canal d'air chaud 34 et sa position nominale (volet sensiblement horizontale), le volet de circulation 60 est dans une position comprise entre la pleine fermeture du passage de communication 58 et la pleine fermeture de la branche de conditionnement 16, et, compte tenu du synchronisme de ce volet avec le volet de régulation 56, ce dernier est dans une position comprise entre la pleine fermeture de la sortie 44 et sa pleine ouverture. De l'air extérieur chaud est admis dans chacune des deux branches 14 et 16. Dans la branche de chauffage/climatisation 14, cet air chaud traverse l'évaporateur en se refroidissant, puis, en fonction de la position du volet 52 circule, soit dans les deux canaux 34, 36, soit uniquement dans le canal de froid 36. Cet air refroidi qui arrive dans le canal de jonction 42 à une température qui est comprise entre une température froide (volet 52 fermant le canal d'air chaud) et une température médiane (volet 52 en position médiane ouvrant les deux canaux). Cet air est ensuite dirigé à partir du canal de jonction 42 vers l'échangeur 62 en traversant le passage 58 dans le cas où les volets 56 et 60 sont respectivement en position de fermeture de la sortie 44 et en position d'ouverture de ce passage 58. Cet air traverse l'échangeur 62 en refroidissant le fluide caloporteur qui y circule et ainsi permet de refroidir les batteries 64 (et éventuellement l'électronique de puissance) par le circuit 70. Après avoir traversé l'échangeur, l'air refroidi est introduit dans l'habitacle du véhicule automobile au travers de l'évacuation 18. La position des volets 56 et 60 détermineront l'étendue de la température de l'air respectivement en amont de l'échangeur 62 et à l'évacuation 18.Comme 30 déjà mentionné, dans le cas ou les volets 56 et 60 ne sont pas synchrones l'un avec l'autre, il est possible de régler indépendamment le débit et la température de l'air froid au travers de l'échangeur 62 et de l'air chaud introduit dans l'évacuation 18. Le refroidissement des batteries en condition de température élevée (Air chaud), permet ainsi de maintenir ces batteries opérationnelles avec un rendement élevé. - Configuration 4) - demande d'air chaud pour augmenter la température des batteries 64 au 10 travers du circuit 70 et de l'échangeur 62 et - demande d'air froid pour l'habitacle du véhicule automobile par les occupants. En revenant à la configuration de la figure 1, le robinet 32 est en position ouverte en rendant opérationnel l'évaporateur 28. Le volet de répartition 52 est 15 placé dans une position comprise entre la pleine fermeture du canal d'air chaud 34 et sa position nominale (volet sensiblement horizontale), le volet de circulation 60 est dans une position de pleine fermeture du passage de communication 58, et le volet de régulation 56 est dans une position de pleine ouverture de la sortie 44. 20 Dans cette configuration, l'air extérieur chaud est admis dans chacune des deux branches 14 et 16. Dans la branche de chauffage/climatisation 14, cet air chaud traverse l'évaporateur en se refroidissant, puis, en fonction de la position du volet 52 circule, soit dans les deux canaux 34, 36, soit uniquement dans le 25 canal de froid 36. Cet air refroidi qui arrive dans le canal de jonction 42 à une température qui est comprise entre une température froide (volet 52 fermant le canal d'air chaud) et une température médiane (volet 52 en position médiane ouvrant les deux canaux). Cet air est ensuite dirigé à partir du canal de jonction 42 vers la 30 sortie 44 pour être admis dans l'évacuation 18 et dans l'habitacle du véhicule. L'air chaud qui circule dans la branche de conditionnement 16 traverse l'échangeur 62 en transférant les calories qu'il contient au fluide caloporteur qui est ainsi réchauffé. Ce fluide réchauffé circule ainsi dans le circuit 70 pour assurer le chauffage des batteries 64. Cet air chaud, dont la température a été abaissée lors du passage au travers de l'échangeur 62, est dirigé vers la sortie 18 pour se mélanger avec l'air refroidi venant de la sortie 44. La position des volets 56 et 60 détermineront également l'étendue de la température de l'air respectivement en amont de l'échangeur 62 et à l'évacuation 18. In the case where the outside air at the inlet 12 is at high temperature (hot air), greater than about 20 ° C, the device makes it possible to respond to the following requests: - Configuration 3) - request for cold air to cool the batteries 64 through the circuit 70 and the exchanger 62 and - cold air demand for the passenger compartment of the motor vehicle by the occupants. For this configuration (see Figure 2), the valve 32 is in the open position by making operational the evaporator 28. The distribution flap 52 is placed in a position between the full closure of the hot air channel 34 and its nominal position (substantially horizontal flap), the flap 60 is in a position between the full closure of the communication passage 58 and the full closure of the conditioning branch 16, and given the synchronism of this flap with the control flap 56, the latter is in a position between the full closure of the outlet 44 and its full opening. Hot outside air is admitted into each of the two branches 14 and 16. In the heating / air-conditioning branch 14, this hot air passes through the evaporator while cooling, then, depending on the position of the flap 52 circulates, either in the two channels 34, 36, or only in the cold channel 36. This cooled air which arrives in the junction channel 42 at a temperature which lies between a cold temperature (flap 52 closing the hot air channel) and a median temperature (flap 52 in the middle position opening the two channels). This air is then directed from the junction channel 42 to the exchanger 62 through the passage 58 in the case where the flaps 56 and 60 are respectively in the closed position of the outlet 44 and in the open position of this passage 58. This air passes through the exchanger 62 by cooling the coolant circulating therein and thus allows the batteries 64 (and possibly the power electronics) to be cooled by the circuit 70. After having passed through the exchanger, the cooled air is introduced into the cabin of the motor vehicle through the evacuation 18. The position of the flaps 56 and 60 will determine the extent of the air temperature respectively upstream of the exchanger 62 and the evacuation 18. As already mentioned, in the case where the flaps 56 and 60 are not synchronous with each other, it is possible to regulate independently the flow rate and the temperature of the cold air through the exchanger 62 and hot air introduced into the evacuation 18. The cooling of the batteries under high temperature conditions (hot air), thus makes it possible to keep these batteries operational with a high efficiency. - Configuration 4) - hot air demand to increase the temperature of the batteries 64 through the circuit 70 and the exchanger 62 and - cold air demand for the passenger compartment of the motor vehicle by the occupants. Returning to the configuration of FIG. 1, the valve 32 is in the open position making the evaporator 28 operational. The distribution flap 52 is placed in a position between the full closure of the hot air channel 34 and its closure. nominal position (substantially horizontal flap), the flap 60 is in a fully closed position of the communication passage 58, and the control flap 56 is in a fully open position of the outlet 44. In this configuration, the Hot outside air is admitted into each of the two branches 14 and 16. In the heating / air-conditioning branch 14, this hot air passes through the evaporator while cooling, then, depending on the position of the flap 52 circulates, either in the two channels 34, 36, or only in the cold channel 36. This cooled air that arrives in the junction channel 42 at a temperature that lies between a cold temperature (flap 52 closing the air channel cha ud) and a median temperature (flap 52 in the middle position opening the two channels). This air is then directed from the junction channel 42 to the outlet 44 to be admitted into the evacuation 18 and into the passenger compartment of the vehicle. The hot air circulating in the conditioning branch 16 passes through the heat exchanger 62, transferring the calories it contains to the coolant which is thus heated. This heated fluid thus circulates in the circuit 70 to heat the batteries 64. This hot air, whose temperature has been lowered during the passage through the exchanger 62, is directed towards the outlet 18 to mix with the cooled air coming from the outlet 44. The position of the flaps 56 and 60 will also determine the extent of the temperature of the air respectively upstream of the exchanger 62 and the evacuation 18.

Il peut être noté que, dans les configurations 3) et 4), les batteries ainsi que le fluide caloporteur employé pour le radiateur 62 pourront servir de capacité thermique pour le stockage de froid pour la climatisation de l'habitacle. Ceci permet de refroidir l'habitacle du véhicule pendant les phases d'arrêt du compresseur de climatisation. En effet, dans le cas de l'utilisation d'un compresseur de climatisation mécanique pour le circuit de chauffage/climatisation 30; le refroidissement de la batterie pourra être utilisé pour refroidir l'air entrant dans l'habitacle, pendant les phases d'arrêt du moteur thermique et l'arrêt du compresseur de climatisation. It may be noted that, in the configurations 3) and 4), the batteries as well as the heat transfer fluid used for the radiator 62 may serve as a thermal capacity for storing cold for the air conditioning of the passenger compartment. This makes it possible to cool the passenger compartment during the stopping phases of the air conditioning compressor. Indeed, in the case of the use of a mechanical air conditioning compressor for the heating / air conditioning circuit 30; the cooling of the battery may be used to cool the air entering the passenger compartment, during the stopping phases of the engine and the shutdown of the air conditioning compressor.

Cela permet d'améliorer la diminution de la consommation en carburant et l'agrément véhicule tout en conservant les fonctions d'arrêt du moteur thermique et sans dégrader les prestations de confort thermique habitacle. This makes it possible to improve the reduction of the fuel consumption and the vehicle approval while retaining the functions of stopping the engine and without degrading the benefits of thermal comfort cabin.

Claims

CLAIMS1) Device for conditioning the electric battery temperature, in particular for a motor vehicle, comprising a heating / air conditioning apparatus (10) with an outside air inlet (12), a heating / air conditioning branch (14), a conditioning branch (16) of the battery temperature and an air outlet (18) to the passenger compartment (H) of the vehicle, characterized in that the conditioning branch (16) is connected to the input of air (12) and in that said branch houses a heat exchanger (62) connected to a circuit (70) for circulating a coolant for conditioning the battery temperature.

2) Device according to claim 1, characterized in that the device comprises a communication passage (58) between the two branches.

3) Device according to claim 2, characterized in that the passage is controlled by a flap (60).

4) Device according to claim 1 or 2, characterized in that the circulation of the outside air in the conditioning branch is controlled by a flap (60).

5) Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device comprises a control flap (56) controlling the output (44) of the heating / air conditioning branch (14).

6) Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the device comprises means for the synchronous movement of the flap (60) and the control flap (56) .30

7) Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the device comprises means for the asynchronous movement of the flap (60) and the control flap (56).

8) Device according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle is a hybrid engine with a powertrain using an internal combustion engine and a rotary electric machine connected to one or more batteries.

9) Device according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle is an electrically powered vehicle using a rotary electric machine powered by one or more batteries.

10) A method for conditioning the electric battery temperature, in particular for a motor vehicle, comprising a heating / air conditioning apparatus (10) with an outside air inlet (12), a heating / air conditioning branch (14), a conditioning branch (16) of the battery temperature and an air outlet (18) towards the passenger compartment of the vehicle, characterized in that it consists of placing a heat exchanger (62) connected to a circuit (70). ) circulating a heat transfer fluid in a conditioning branch (16) from the air intake and to sweep the exchanger by conditioned air from the heating / air conditioning branch.

11) A method according to claim 10, characterized in that it consists of admitting conditioned air in the conditioning branch (16) through a communication passage (60) between the two branches.

12) A method according to claim 11, characterized in that it consists in controlling the passage of the conditioned air by a multipositions flap (60).

13) A method according to claim 11 or 12, characterized in that it consists in controlling the circulation of outside air in the conditioning branch by a multiposition flap (60).

14) Method according to one of the preceding claims wherein the vehicle is a hybrid engine with a powertrain using an internal combustion engine and a rotary electric machine connected to one or more batteries, characterized in that it consists of using the heat exchanger as a thermal capacity for cold storage to cool the vehicle interior when stopping the operation of the internal combustion engine.