FR2987886A3

FR2987886A3 - Air conditioning device for electric vehicle, has reversible heat pump cooling battery of vehicle through heat transfer fluid and being placed between passenger and engine compartments, where pump has exchanger placed in front of vehicle

Info

Publication number: FR2987886A3
Application number: FR1252040A
Authority: FR
Inventors: Eudes Quetant; Nicolas Deniaud; Alain Alexandre
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2013-09-13

Abstract

The device (1) has a reversible heat pump including an exchanger (2) i.e. condenser evaporator (20), placed in front of a vehicle, interior evaporators (3, 3a, 3b) and a condenser (9). The heat pump cools a battery placed in the vehicle through heat transfer fluid e.g. air. The heat pump is placed between a passenger compartment (10) and an engine compartment. The interior evaporators are communicated with the passenger compartment and the battery. Pressure reducers (6, 60-62) are connected to the condenser evaporator through two-way valves (71, 72).

Description

Pompe à chaleur pour véhicule automobile La présente invention se rapporte à un dispositif de climatisation pour véhicule automobile.The present invention relates to an air conditioning device for a motor vehicle.

Les utilisateurs de véhicules automobiles souhaitent que l'habitacle dans lequel ils se tiennent reste à une température agréable quelque soit la température extérieure. Quand il fait froid, les véhicules avec un moteur à explosion peuvent facilement réchauffer l'habitacle car ledit moteur dégageant beaucoup de chaleur il suffit d'en transférer une partie pour obtenir une température satisfaisante. Quand il fait chaud, au contraire, il est nécessaire d'utiliser une climatisation. Aujourd'hui, on cherche de plus en plus à réduire la 15 pollution soit en arrêtant le moteur thermique quand le véhicule est à l'arrêt soit en concevant des véhicules hybrides ou des véhicules électriques. Ces nouveaux modes d'utilisation ont nécessité d'adapter les éléments consommateurs d'électricité afin d'en limiter la 20 consommation pour garantir aux passagers un certain confort, tout en limitant le nombre de composants afin de ne pas augmenter le poids du véhicule ni son coût. Dans ce but, il a été prévu d'utiliser une pompe à chaleur afin de pouvoir chauffer l'habitacle en l'absence de 25 chaleur émise par le moteur à combustion, voire en l'absence de moteur à combustion. Pour en optimiser l'utilisation, cette pompe à chaleur a été choisie réversible afin de permettre de climatiser aussi l'habitacle. 30 Il est aussi nécessaire de refroidir le moteur quand celui-ci chauffe trop. Pour ce faire et compte tenu des températures très élevées, on utilise habituellement un circuit d'eau refroidi par l'air extérieur.Motor vehicle users want the cabin in which they stay to stay at a pleasant temperature regardless of the outside temperature. When it is cold, vehicles with a combustion engine can easily warm the cabin because said engine releasing a lot of heat it is sufficient to transfer a portion to obtain a satisfactory temperature. When it is hot, on the contrary, it is necessary to use an air conditioning. Today, there is increasing interest in reducing pollution either by stopping the engine when the vehicle is stationary or by designing hybrid vehicles or electric vehicles. These new modes of use have made it necessary to adapt the electricity-consuming elements in order to limit their consumption to guarantee passengers a certain comfort while limiting the number of components in order not to increase the weight of the vehicle or its cost. For this purpose, it has been planned to use a heat pump to be able to heat the passenger compartment in the absence of heat emitted by the combustion engine, or even in the absence of combustion engine. To optimize the use, this heat pump has been chosen reversible to allow air conditioning also the cabin. It is also necessary to cool the engine when it overheats. To do this and given the very high temperatures, a water circuit cooled by the outside air is usually used.

Dans certains véhicules comme par exemple les véhicules électriques, les batteries peuvent être amenées à chauffer également ce qui peut entrainer une dégradation rapide voire une détérioration totale de ladite batterie. Cependant les 5 températures atteintes sont plus faibles que celles du moteur et le circuit de refroidissement du moteur n'est pas adapté. L'objet de l'invention est de répondre à ce problème en proposant une solution simple et peu couteuse. Ainsi le dispositif de l'invention est un dispositif de 10 climatisation pour un véhicule automobile comprenant une pompe à chaleur comprenant un échangeur disposé à l'avant du véhicule, au moins un évaporateur intérieur, un condenseur, au moins deux groupes moto-ventilateur, un compresseur, au moins un détendeur, des vannes, dont la pompe à chaleur refroidit 15 une batterie disposée dans le véhicule. Les températures atteintes par les batteries étant plus basses que celles du moteur à combustion, les circuits de refroidissement par eau ne sont pas adaptés car l'eau est trop chaude pour refroidir une batterie. L'utilisation d'une pompe à chaleur pour 20 refroidir la batterie permet d'avoir un fluide caloporteur à une température plus basse qu'un circuit classique par eau et est particulièrement adaptée à ce refroidissement. Selon une caractéristique particulière, la pompe à chaleur est réversible et l'échangeur est un condenseur 25 évaporateur. Ainsi le véhicule n'a qu'un seul système qui assure à la fois le refroidissement et le chauffage, ce qui simplifie l'équipement du véhicule. L'échangeur avant pouvant travailler à la fois comme un condensateur ou un évaporateur. Selon une autre caractéristique, la pompe à chaleur 30 refroidit la batterie par l'intermédiaire d'un fluide caloporteur tel que de l'air. Ainsi l'air traverse l'échangeur de chaleur en mode évaporateur, il se refroidit puis refroidit les batteries. L'avantage par rapport au circuit classique par eau, c'est que l'air ne nécessite pas de canalisation pour son acheminement ni vers la l'échangeur de chaleur ni vers la batterie, ce qui réduit d'autant le coût et le poids et améliore l'efficacité du système.In some vehicles such as electric vehicles, the batteries can be heated too, which can lead to rapid degradation or total deterioration of said battery. However, the temperatures reached are lower than those of the engine and the engine cooling circuit is not suitable. The object of the invention is to respond to this problem by proposing a simple and inexpensive solution. Thus, the device of the invention is an air conditioning device for a motor vehicle comprising a heat pump comprising an exchanger arranged at the front of the vehicle, at least one internal evaporator, a condenser, at least two motor-fan units, a compressor, at least one expander, valves, the heat pump of which cools a battery disposed in the vehicle. The temperatures reached by the batteries being lower than those of the combustion engine, the water cooling circuits are not suitable because the water is too hot to cool a battery. The use of a heat pump to cool the battery makes it possible to have a coolant at a lower temperature than a conventional circuit by water and is particularly suitable for this cooling. According to a particular characteristic, the heat pump is reversible and the exchanger is an evaporator condenser. Thus the vehicle has only one system that provides both cooling and heating, which simplifies the equipment of the vehicle. The front exchanger can work both as a capacitor or an evaporator. According to another characteristic, the heat pump 30 cools the battery by means of a coolant such as air. Thus the air passes through the heat exchanger in evaporator mode, it cools and then cools the batteries. The advantage over the conventional circuit by water is that the air does not require a pipe for its routing neither to the heat exchanger nor the battery, which reduces the cost and weight accordingly. and improves the efficiency of the system.

Selon une disposition particulière, la pompe à chaleur est disposée entre un habitacle et un compartiment moteur d'un véhicule automobile. Dans cette position la pompe à chaleur permet de refroidir ou de chauffer l'habitacle selon son mode de fonctionnement en condensateur ou en évaporateur.According to a particular provision, the heat pump is disposed between a passenger compartment and an engine compartment of a motor vehicle. In this position the heat pump is used to cool or heat the cabin according to its operating mode as a capacitor or evaporator.

Selon une caractéristique particulière, il y a deux détendeurs, deux évaporateurs un communiquant avec l'habitacle et un avec la batterie un compresseur et un condenseur évaporateur avant communicant avec l'extérieur. Un évaporateur est spécifiquement dédié à la batterie.According to a particular characteristic, there are two regulators, two evaporators one communicating with the passenger compartment and one with the battery a compressor and a front evaporator condenser communicating with the outside. An evaporator is specifically dedicated to the battery.

Selon une première variante, les deux détendeurs sont reliés au condenseur évaporateur avant chacun par une vanne deux voies. Chaque détendeur a une vanne spécifique ce qui permet d'ouvrir les deux circuits d'évaporateurs en même temps et ainsi refroidir l'habitacle et la batterie en même temps.In a first variant, the two expansions are connected to the evaporator condenser before each by a two-way valve. Each regulator has a specific valve which allows to open both evaporator circuits at the same time and thus cool the cabin and the battery at the same time.

Selon une deuxième variante, les deux détendeurs sont reliés au condenseur évaporateur avant par une vanne trois voies. L'utilisation d'une vanne trois voies est plus économique mais permet d'obtenir les deux fonctions pour les véhicules moins haut de gamme.According to a second variant, the two expansions are connected to the front evaporator condenser by a three-way valve. The use of a three-way valve is more economical but allows to obtain both functions for less high-end vehicles.

Selon une autre caractéristique, l'évaporateur communiquant avec la batterie communique avec une partie arrière de l'habitacle. Cette communication permet d'assurer une climatisation complémentaire à l'arrière du véhicule aux places arrières quand le refroidissement de la batterie n'est pas nécessaire. Selon une autre variante, il n'y a qu'un seul détendeur pour les deux évaporateurs, ledit détendeur est placé avant une vanne trois voies ou deux vannes deux voies. Il n'y a ainsi qu'un seul détendeur au lieu de deux ce qui réduit le cout du dispositif, d'autre part la partie de circuit commune est plus longue et la partie divisée est plus courte ce qui réduit d'autant la longueur des canalisations allégeant ainsi le véhicule et réduisant également l'encombrement. Selon une autre disposition, une dérivation est placée après le compresseur, cette dérivation comprend une vanne trois voies disposée sur la bifurcation ou deux vannes deux voies disposées après ladite bifurcation et qu'un condenseur est disposé dans l'environnement de la batterie. Cette disposition permet d'avoir un condenseur près de la batterie ce qui permet de pouvoir la réchauffer en cas de besoin par la pompe à chaleur qui a une meilleur effacité énergétique qu'une résistance chauffante sur de l'air ou de l'eau. Selon une option particulière, une résistance chauffante est placée dans l'habitacle ou l'environnement de la batterie. Cette résistance chauffante permet de suppléer au condenseur lorsque la température est trop basse.According to another characteristic, the evaporator communicating with the battery communicates with a rear part of the passenger compartment. This communication ensures a complementary air conditioning at the rear of the vehicle in the rear seats when the cooling of the battery is not necessary. According to another variant, there is only one expander for the two evaporators, said expander is placed before a three-way valve or two two-way valves. There is thus only one regulator instead of two which reduces the cost of the device, on the other hand the common circuit part is longer and the divided part is shorter which reduces by the same length pipes thus lightening the vehicle and also reducing congestion. According to another arrangement, a bypass is placed after the compressor, this bypass comprises a three-way valve disposed on the bifurcation or two two-way valves arranged after said bifurcation and a condenser is disposed in the environment of the battery. This arrangement makes it possible to have a condenser near the battery which allows it to be heated if necessary by the heat pump which has a better energy efficiency than a heating resistor on air or water. According to a particular option, a heating resistor is placed in the passenger compartment or the environment of the battery. This heating resistor makes it possible to supply the condenser when the temperature is too low.

Selon une première variante, au moins un détendeur couplé à un court-circuit est placé après une bifurcation le reliant aux deux condenseurs. Le détendeur est commun aux deux condenseurs. Selon une deuxième variante, au moins un détendeur 25 couplé à un court-circuit est placé avant une bifurcation le reliant à un condenseur. Chaque condenseur a ainsi son propre détendeur. Selon une autre disposition, un troisième ensemble, aussi appelé HVAC (Heating Ventilation Air Conditioning),ou 30 CVC (Chauffage, Ventilation, Climatisation), comportant un ventilateur, un évaporateur et condenseur est placé à l'arrière de l'habitacle. Cette disposition permet de mieux répartir la température dans l'habitacle puisque celui-ci est alimenté en air chaud ou froid, selon le cas, à la fois à l'avant et à l'arrière, ce qui est plus agréable pour les passagers. Le dispositif permet également une déshumidification de l'air de l'habitacle qui est habituellement fait dans la climatisation en asséchant l'air sur l'évaporateur et en le réchauffant grâce aux calories apportées par le moteur à combustion, ici le réchauffage est réalisé par le condenseur de l'échangeur de chaleur. L'invention porte également sur le véhicule automobile 10 équipé d'un dispositif selon l'invention décrite précédemment. En particulier si le véhicule est électrique, le besoin de refroidir la batterie est plus critique car celles-ci sont beaucoup plus sollicitées que dans un véhicule classique à moteur à explosion. La plupart du temps les véhicules 15 électriques sont équipés de plusieurs batteries en série ou en parallèles, il est alors nécessaire de refroidir plusieurs batteries, ou modules de batterie, en même temps. D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par 20 les figures annexées, donnés à titre d'exemple : - La figure 1 représente le dispositif de climatisation selon l'invention, - La figure 2 représente une première variante du dispositif avec une vanne trois voies, 25 - La figure 3 montre une deuxième variante avec un seul détendeur et deux vannes deux voies, - La figure 4 représente une troisième variante avec un seul détendeur et une vanne trois voies, - La figure 5 montre une quatrième variante avec une 30 vanne trois voies après le compresseur. Le dispositif 1 selon l'invention illustré à la figure 1 comporte : - un échangeur 2 tel qu'un condenseur évaporateur 20 disposé à l'avant du véhicule (non représenté), - au moins un évaporateur intérieur 3, - un condenseur 9, - au moins deux groupes moto-ventilateur 4, - un compresseur 5, - un détendeur 6 par circuit, soit un pour le mode chaud 62 et deux pour le mode froid 60, 61, - plusieurs vannes 7, un accumulateur 8 qui héberge le trop plein de fluide lorsque les conditions de fonctionnement ne nécessitent pas la circulation de la totalité du fluide et qui s'assure un retour d'huile constant vers le compresseur pour le lubrifier, il héberge également un dessicant qui permettra de piéger l'eau qui serait contenue ou entrée dans le circuit, - au moins une résistance chauffante 90 et 91 par circuit, - un capteur de pression 100, situé dans la partie haute pression du circuit ; - un capteur de température 102 du fluide dans la partie haute pression, avantagement situé à la sortie du compresseur 5, - un capteur de température 101 du fluide en aval de la sortie du condenseur évaporateur 20 de la face avant. Le dispositif est constitué d'une pompe à chaleur qui absorbe le froid à la source froide pour restituer du chaud à la source chaude dans une boucle fermée. Un fluide caloporteur circule dans la pompe, il est comprimé par un compresseur 5, la compression entraine une condensation du fluide qui dégage de la chaleur dans le condenseur 2 ou 9 puis il est détendu par un détendeur 6, cette détente entraine une vaporisation du fluide dans l'évaporateur 2 ou 3 qui dégage alors du froid. Le véhicule comprend un habitacle 10 qui est en relation avec l'évaporateur intérieur 3b, le groupe moto-ventilateur 40 et le condenseur 9. Suivant les situations, été ou hiver, le groupe moto-ventilateur 40 envoie de l'air chaud refroidit par l'évaporateur 3b ou de l'air froid réchauffé par le condensateur 9. L'avant du véhicule est équipé du condenseur évaporateur 10 20 et du groupe moto-ventilateur 42 qui est en relation avec l'extérieur du véhicule. Le véhicule est également équipé d'un deuxième évaporateur 3a couplé avec un troisième groupe moto-ventilateur 41 en relation avec l'environnement 11 de la 15 batterie (non représentée). Lorsqu'il est nécessaire de refroidir la batterie de l'air froid est envoyé par le groupe moto-ventilateur 41 sur l'évaporateur 3a où il est refroidit pour ensuite passer sur les batteries. Nous allons maintenant décrire les différents modes de 20 fonctionnement du dispositif de climatisation. Lorsqu'il fait froid dehors le dispositif sert de chauffage pour l'habitacle. La pompe à chaleur fonctionne de façon classique, c'est-à-dire que l'air extérieur est aspiré par le moto-ventilateur 42, il entre en contact avec le 25 condenseur évaporateur 20 qui est alors en mode évaporateur ce qui lui permet au fluide de prélever des calories sur l'air extérieur en s'évaporant, une vanne trois voies 70 est ouverte vers le compresseur 5 et dirige le fluide vers ledit compresseur 5, le fluide se condense dans le condenseur 9 qui 30 permet de réchauffer l'habitacle 10 par l'air envoyé par le groupe moto-ventilateur 40 et ainsi réchauffé. Au contraire quand il fait chaud le dispositif sert de climatiseur. Le condensateur évaporateur 20 fonctionne en mode condensateur où le fuide caloporteur se condense, la vanne 3 voies 70 a changé d'orientation : elle est ouverte vers les vannes 71 et 72, la vanne deux voies 72 est ouverte et envoie le fluide vers le détendeur 60 où le fluide est détendu, puis ce fluide s'évapore dans l'évaporateur 3b où il absorbe la chaleur de l'air extérieur envoyé par le groupe moto-ventilateur 42, et l'évaporateur 3b refroidit l'air envoyé par le groupe moto-ventilateur 42 vers l'habitacle 10. Dans ce cas le dispositif peut également refroidir la batterie, le condensateur évaporateur 20 fonctionne de la même façon, la vanne deux voies 71 est ouverte et une partie du fluide, ou sa totalité si la vanne 70 est fermée, est envoyé vers le détendeur 61 et le fluide s'évapore dans l'évaporateur 3a qui refroidit l'air envoyé par le moto-ventilateur 41 vers la batterie, ce qui permet d'assurer les deux fonctions. L'avantage de la configuration de la figure 1 est que les deux vannes deux voies 71 et 72 peuvent être ouvertes ensembles ou séparément selon les besoins. La variante représentée à la figure 2 utilise une vanne trois voies 73 qui autorise l'orientation du fluide vers une seule des deux branches d'évaporateurs 3a et 3b, et par la même le refroidissement de l'habitacle 10 ou de la batterie alternativement. La variante illustrée figure 3 n'a qu'un seul détendeur 63 et deux vannes deux voies alors que la variante de la figure 4 a un seul détendeur mais une vanne trois voies. Ces deux variantes présentent un cout moindre car il n'y a qu'un seul détendeur et que la partie après la bifurcation étant plus courte la longueur des tuyaux sur la partie en double est plus courte. La figure 5 montre la quatrième variante où une dérivation est placée après le compresseur 5, cette dérivation peut comprendre une vanne trois voies 74 sur la bifurcation ou deux vannes deux voies après ladite bifurcation. La dérivation va vers un deuxième condensateur 9a placé dans l'environnement de la batterie 11, à la place ou en plus de la résistance chauffante 90, et rejoint ensuite la sortie du premier condensateur 9. Ainsi le dispositif est apte à chauffer la batterie si nécessaire. L'avantage est que le chauffage de la batterie est aussi effectué par la pompe à chaleur, ce qui présente une meilleure efficacité énergétique que par une résistance sur l'air ou sur l'eau.According to a first variant, at least one expander coupled to a short circuit is placed after a bifurcation connecting it to the two condensers. The regulator is common to both condensers. According to a second variant, at least one expander 25 coupled to a short circuit is placed before a bifurcation connecting it to a condenser. Each condenser has its own regulator. According to another provision, a third assembly, also called HVAC (Heating Ventilation Air Conditioning), or 30 HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning), comprising a fan, an evaporator and condenser is placed at the rear of the passenger compartment. This arrangement makes it possible to better distribute the temperature in the passenger compartment since it is supplied with hot or cold air, as the case may be, both at the front and at the rear, which is more pleasant for the passengers. The device also allows dehumidification of the cabin air that is usually done in the air conditioning by drying the air on the evaporator and by heating it with the calories provided by the combustion engine, here the heating is carried out by the condenser of the heat exchanger. The invention also relates to the motor vehicle 10 equipped with a device according to the invention described above. Especially if the vehicle is electric, the need to cool the battery is more critical because they are much more stressed than in a conventional engine with explosion engine. Most of the time the electric vehicles are equipped with several batteries in series or in parallel, it is then necessary to cool several batteries, or battery modules, at the same time. Other advantages may still be apparent to those skilled in the art on reading the examples below, illustrated by the appended figures, given by way of example: FIG. 1 represents the air conditioning device according to the invention, FIG. 2 shows a first variant of the device with a three-way valve, FIG. 3 shows a second variant with a single expander and two two-way valves, FIG. 4 represents a third variant with a single expander and a valve. Fig. 5 shows a fourth variant with a three-way valve after the compressor. The device 1 according to the invention illustrated in FIG. 1 comprises: - an exchanger 2 such as an evaporator condenser 20 arranged at the front of the vehicle (not represented), - at least one internal evaporator 3, - a condenser 9, at least two motor-fan units 4, a compressor 5, a pressure reducer 6 per circuit, one for the hot mode 62 and two for the cold mode 60, 61, several valves 7, an accumulator 8 which houses the too full of fluid when the operating conditions do not require the circulation of the entire fluid and ensures a constant oil return to the compressor for lubrication, it also houses a desiccant that will trap water that would be contained or entered in the circuit, - at least one heating resistor 90 and 91 per circuit, - a pressure sensor 100, located in the high pressure part of the circuit; a temperature sensor 102 of the fluid in the high pressure part, advantageously situated at the outlet of the compressor 5; a temperature sensor 101 of the fluid downstream of the outlet of the evaporator condenser 20 of the front face. The device consists of a heat pump that absorbs cold at the cold source to return hot to the hot source in a closed loop. A heat transfer fluid circulates in the pump, it is compressed by a compressor 5, the compression causes a condensation of the fluid which releases heat in the condenser 2 or 9 and is then expanded by a pressure reducer 6, this expansion causes a vaporization of the fluid in the evaporator 2 or 3 which then releases cold. The vehicle comprises a passenger compartment 10 which is in connection with the interior evaporator 3b, the motor-fan unit 40 and the condenser 9. Depending on the situation, summer or winter, the fan motor unit 40 sends hot air cooled by the evaporator 3b or cold air heated by the capacitor 9. The front of the vehicle is equipped with the evaporator condenser 10 20 and the motor-fan unit 42 which is in relation with the outside of the vehicle. The vehicle is also equipped with a second evaporator 3a coupled with a third motor-fan unit 41 in connection with the environment 11 of the battery (not shown). When it is necessary to cool the battery cold air is sent by the fan motor unit 41 on the evaporator 3a where it is cooled and then pass on the batteries. We will now describe the different modes of operation of the air conditioning device. When it is cold outside the device serves as heating for the cabin. The heat pump operates in a conventional manner, that is to say that the outside air is sucked by the fan motor 42, it comes into contact with the evaporator condenser 20 which is then in evaporator mode which allows it the fluid draws calories from the outside air by evaporating, a three-way valve 70 is open to the compressor 5 and directs the fluid to said compressor 5, the fluid condenses in the condenser 9 which 30 allows to heat the air cockpit 10 by the air sent by the fan motor unit 40 and thus warmed. On the contrary when it is hot the device serves as air conditioner. The evaporator capacitor 20 operates in capacitor mode where the heat transfer fluid condenses, the 3-way valve 70 has changed orientation: it is open towards the valves 71 and 72, the two-way valve 72 is open and sends the fluid to the expander 60 where the fluid is expanded, then this fluid evaporates in the evaporator 3b where it absorbs the heat of the outside air sent by the motor-fan unit 42, and the evaporator 3b cools the air sent by the group motor fan 42 to the passenger compartment 10. In this case the device can also cool the battery, the evaporator capacitor 20 operates in the same way, the two-way valve 71 is open and part of the fluid, or all of it if the valve 70 is closed, is sent to the expander 61 and the fluid evaporates in the evaporator 3a which cools the air sent by the fan motor 41 to the battery, which ensures both functions. The advantage of the configuration of Figure 1 is that the two two-way valves 71 and 72 can be opened together or separately as needed. The variant shown in Figure 2 uses a three-way valve 73 which allows the orientation of the fluid to only one of the two branches of evaporators 3a and 3b, and thus the cooling of the passenger compartment 10 or battery alternately. The variant illustrated in FIG. 3 has only one regulator 63 and two two-way valves while the variant of FIG. 4 has a single expander but a three-way valve. These two variants have a lower cost because there is only one regulator and the part after the bifurcation being shorter the length of the pipes on the duplicate part is shorter. Figure 5 shows the fourth variant where a bypass is placed after the compressor 5, this derivation may comprise a three-way valve 74 on the bifurcation or two two-way valves after said bifurcation. The branch goes to a second capacitor 9a placed in the environment of the battery 11, in place of or in addition to the heating resistor 90, and then joins the output of the first capacitor 9. Thus the device is able to heat the battery if necessary. The advantage is that the heating of the battery is also done by the heat pump, which has a better energy efficiency than a resistance on air or water.

Quand la température extérieure est très basse (-20°C) il est nécessaire de réchauffer les évaporateurs 3a et 3b du circuit de l'échangeur de chaleur, dans ce cas l'utilisation complémentaire d'une résistance chauffante 90 ou 91 peut être nécessaire.When the outside temperature is very low (-20 ° C) it is necessary to heat the evaporators 3a and 3b of the heat exchanger circuit, in this case the complementary use of a heating resistor 90 or 91 may be necessary .

D'autres options pourront être envisagées pour la quatrième variante sans sortir du cadre de la présente invention, comme par exemple de remplacer la vanne trois voies 71 par deux vannes deux voies, ou de placer les deux détendeurs 60 et 61 par un seul détendeur 63 placé avant la bifurcation comme dans la variante de la figure 3. Il est également possible de remplacer le détendeur 62 et le court circuit ou by-pass 74 par deux détendeurs placés avec deux court-circuit placés avant la bifurcation. Un troisième ensemble (HVAC) comprenant un ventilateur, 25 un condenseur et un évaporateur peut être installé à l'arrière de l'habitacle. Il est aussi possible d'inverser la disposition du circuit dans le véhicule en implantant l'ensemble (HVAC 10) dans l'environnement de la batterie 11 et l'ensemble (HVAC 11) 30 dans l'habitacle 10. Une liste de combinaisons possible est indiquée dans le tableau ci-dessous : Variantes combinaisons HVAC 10 HVAC 11 HVAC à l'arrière véhicule A Evaporateur habitacle Condenseur habitacle Evaporateur batterie B Evaporateur habitacle Condenseur habitacle Evaporateur batterie Condenseur batterie C Evaporateur habitacle Condenseur habitacle Condenseur batterie D Evaporateur habitacle Evaporateur batterie Condenseur batterie E Evaporateur habitacle Condenseur batterie F Condenseur habitacle Evaporateur batterie G Condenseur habitacle Evaporateur batterie Condenseur batterie H Condenseur habitacle Condenseur batterie A 1 à H 1 = combinaisons A à H avec utilisation du HVAC 10 pour la batterie et du HVAC 11 pour l'habitacle Cf. description Cf. description A 3e à = Evaporateur H 3e combinaisons A à H avec ajout de l'évaporateur arrière arrière A 1 3e = combinaisons Al à H 1 avec ajout de l'évaporateur arrière Evaporateur arrière _ _ à A 1 3e A 3ec à H 3ec = combinaisons A à H avec ajout de l'évaporateur arrière et condenseur arrière Evaporateur arrière Condenseur arrière A 1 3ec à A 1 3ec = combinaisons Al à H 1 avec ajout de l'évaporateur arrière et condenseur arrière Evaporateur arrière Condenseur arrière A 3c à H 3c = combinaisons A à H avec ajout de condenseur arrière Condenseur arrière A 1 3c à A 1 3c = combinaisons Al à H 1 avec ajout de condenseur arrière Condenseur arrière Dans le cas des véhicules électriques, il pourra y avoir plusieurs batteries à refroidir.Other options may be considered for the fourth variant without departing from the scope of the present invention, such as for example to replace the three-way valve 71 by two two-way valves, or to place the two expander 60 and 61 by a single expander 63 placed before the bifurcation as in the variant of Figure 3. It is also possible to replace the expander 62 and the short circuit or bypass 74 by two regulators placed with two short circuit placed before the bifurcation. A third assembly (HVAC) comprising a fan, a condenser and an evaporator may be installed at the rear of the passenger compartment. It is also possible to reverse the layout of the circuit in the vehicle by implanting the assembly (HVAC 10) in the environment of the battery 11 and the assembly (HVAC 11) 30 in the passenger compartment 10. A list of combinations possible is shown in the table below: Variants combinations HVAC 10 HVAC 11 HVAC rear passenger A Interior evaporator Passenger compartment condenser Evaporator battery B Interior evaporator Passenger condenser Evaporator battery Condenser battery C Interior evaporator Passenger compartment condenser Battery condenser D Evaporator passenger compartment Evaporator battery Condenser battery E Evaporator cabin Battery condenser F Inner condenser Evaporator battery G Passenger condenser Evaporator battery Condenser battery H Passenger condenser Condenser battery A 1 to H 1 = combinations A to H with use of the HVAC 10 for the battery and the HVAC 11 for the passenger compartment See description See description A 3rd to = Evaporator H 3rd combination ns A to H with addition of the rear rear evaporator A 1 3rd = combinations Al to H 1 with addition of the rear evaporator Evaporator rear _ _ to A 1 3rd A 3ec to H 3ec = combinations A to H with addition of the rear evaporator and rear condenser Rear evaporator Rear condenser A 1 3ec to A 1 3ec = Al to H 1 combinations with addition of rear evaporator and rear condenser Rear evaporator Rear condenser A 3c to H 3c = combinations A to H with addition of rear condenser Rear condenser A 1 3c to A 1 3c = combinations Al to H 1 with addition of rear condenser Rear condenser In the case of electric vehicles, there may be several batteries to cool.

Claims

REVENDICATIONS1. Air conditioning device (1) for a motor vehicle comprising a heat pump, characterized in that the heat pump comprises: - an exchanger (2) arranged at the front of the vehicle, - at least one inner evaporator (3, 3a, 3b), - a condenser (9), - at least two motor-fan units (4, 40, 41, 42), - a compressor (5), - at least one expander (6, 60, 61, 62), - valves (7, 70, 71, 72, 73), and cools a battery disposed in the vehicle. 15

2. Device (1) according to claim 1 characterized in that the heat pump is reversible and that the exchanger (2) is an evaporator condenser (20). 20

3. Device (1) according to one of the preceding claims characterized in that the heat pump cools the battery via a heat transfer fluid such as air. 25

4. Device (1) according to one of the preceding claims characterized in that the heat pump is disposed between a passenger compartment (10) and a motor compartment of a motor vehicle. 30

5. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that there are two expansions (60, 61), two evaporators (3a, 3b) communicating withtheheat (10) and one with the battery, a compressor (5) and an evaporator capacitor (20) communicating with the outside.

6. Device (1) according to one of the preceding claims characterized in that each of the two expansions (60, 61) are connected to the evaporator capacitor (20) each by a two-way valves (71, 72).

7. Device (1) according to one of claims 1 to 5 10 characterized in that the two expansions (60, 61) are connected to the evaporator capacitor (20) by a three-way valve (73).

8. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that there is a single expander for the two evaporators (3a, 3b) placed before a three-way valve (73) or two two-way valves (71, 72). ).

9. Device (1) according to one of the preceding claims characterized in that a bypass is placed after the compressor (5), this derivation comprises a three-way valve (74) disposed on the bifurcation or two two-way valves disposed after said bifurcation and a condenser (9a) is disposed in the environment (11) of the battery.

10. Device (1) according to one of the preceding claims characterized in that a heating resistor (90, 91) is placed in the passenger compartment (10) or the environment 30 (11).

11. Device (1) according to one of claims 9 to 10 characterized in that at least one expander (62) coupled to a short-circuit is placed after a bifurcation connecting it to the two condensers (9a, 9).

12. Device (1) according to one of claims 9 to 10 characterized in that at least one expander coupled to a short circuit is placed before a bifurcation connecting it to a condenser (9a, 9).

13. Device (1) according to one of the preceding claims characterized in that a third assembly comprising a fan, an evaporator and condenser is placed at the rear of the passenger compartment (10).

14. Device (1) according to one of the preceding claims characterized in that the evaporator (3a) communicating with the battery communicates with a rear portion of the passenger compartment (10).

15. Motor vehicle equipped with a device according to one of the preceding claims.

16. Vehicle according to the preceding claim characterized in that it is electric