FR3006388A1

FR3006388A1 - Dispositif accumulateur de gaz pour vehicule automobile a motorisation hybride par hybridation hydraulique

Info

Publication number: FR3006388A1
Application number: FR1354988A
Authority: FR
Inventors: Dren Arnaud Le
Original assignee: Technoboost SAS
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2014-12-05
Anticipated expiration: 2033-05-31
Also published as: FR3006388B1

Abstract

Dispositif accumulateur de gaz (10) pour véhicule automobile à motorisation hybride par hybridation hydraulique, comprenant un corps (12) et une paroi interne (14) susceptible de se mouvoir dans le corps, la paroi interne (14) déterminant avec le corps (12) une chambre de réception de gaz (16) dont le volume est susceptible de varier suivant la position de la paroi dans le corps. La chambre de réception de gaz (16) est compartimentée par au moins une cloison (20) pourvue d'au moins un orifice (22) de passage de gaz entre des compartiments (24) de la chambre séparés par la cloison. Véhicule automobile à motorisation hybride par hybridation hydraulique, comportant un tel dispositif accumulateur de gaz.

Description

DISPOSITIF ACCUMULATEUR DE GAZ POUR VEHICULE AUTOMOBILE A MOTORISATION HYBRIDE PAR HYBRIDATION HYDRAULIQUE pool La présente invention est relative à un dispositif accumulateur de gaz pour véhicule automobile à motorisation hybride par hybridation hydraulique. [0002] Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif accumulateur de gaz pour véhicule automobile à motorisation hybride par hybridation hydraulique, comprenant un corps et une paroi interne susceptible de se mouvoir dans le corps, la paroi interne déterminant avec le corps une chambre de réception de gaz dont le volume est susceptible de varier suivant la position de la paroi dans le corps. [0003] Le document FR2470270 décrit un exemple d'accumulateur hydrostatique à vessie deformable élastiquement pour constituer la paroi interne. Dans la vessie se trouve un corps poreux élastique, en matière plastique expansée à capacité thermique permettant de réduire la dégradation de l'accumulateur pour un régime élevé de d'alternance de charges. L'accumulateur proposé dans ce document est relativement complexe pour gérer les problèmes de gradient de températures entre le gaz et le corps du réservoir durant le processus de compression et d'expansion du gaz lors de l'utilisation de l'accumulateur. [0004] En effet, les échanges thermiques sont influents sur la capacité de stockage énergétique d'un accumulateur. [0005] La présente invention a notamment pour but d'améliorer les solutions existantes. [0006] A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif accumulateur de gaz pour véhicule automobile à motorisation hybride par hybridation hydraulique, comprenant un corps et une paroi interne susceptible de se mouvoir dans le corps, la paroi interne déterminant avec le corps une chambre de réception de gaz dont le volume est susceptible de varier suivant la position de la paroi dans le corps. La chambre de réception de gaz est compartimentée par au moins une cloison pourvue d'au moins un orifice de passage de gaz entre des compartiments de la chambre séparés par la cloison. [0007] Dans divers modes de réalisation du dispositif selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : la cloison est en matériau conducteur de chaleur ; la cloison délimite plusieurs orifices de passage de gaz ; des clapets en correspondance des orifices sont susceptibles d'obturer ou de laisser passer du gaz, un clapet dans l'un des orifices de la cloison pouvant laisser passer du gaz dans une première direction à travers la cloison et un clapet dans un autre des orifices de la cloison pouvant laisser passer du gaz dans une seconde direction à travers la cloison, la première direction et la seconde direction étant des directions de circulation opposées de gaz ; les clapets sont constitués par des volets souples qui sont fermés au repos et s'ouvrent en cas de variation de pression entre les compartiments de chaque côté de la cloison, les volets souples déterminant à leur ouverture de passage de gaz un mouvement de circulation de gaz dans la chambre quand la paroi interne est mobile dans le corps ; la cloison s'étend sensiblement perpendiculairement à la direction générale du corps qui est longiligne ; - la cloison comporte des bords incurvés raccordés sensiblement tangentiellement au corps en permettant de compenser d'éventuelles déformations du corps et de lier thermiquement la cloison au corps ; la chambre de réception de gaz est compartimentée par plusieurs cloisons ; la paroi interne mobile fait partie d'un piston. [00os] Par ailleurs, l'invention a également pour objet un véhicule automobile à motorisation hybride par hybridation hydraulique, comportant un dispositif accumulateur de gaz conforme à l'invention. Ce dispositif permet de fournir de l'énergie à la motorisation et la compartimentation du dispositif accumulateur permet de lisser les gradients de température durant le processus de compression et d'expansion du gaz lors du roulage du véhicule en utilisant l'hybridation hydraulique. De plus, les échanges thermiques convectifs sont améliorés par brassage du gaz par l'intermédiaire des flasques. [0009] D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins joints dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif accumulateur de gaz selon l'invention, montrant une première version de cloison dans le dispositif ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe montrant une deuxième version de cloison ; - la figure 3 est une vue schématique en coupe montrant une troisième version de cloison. [001 0] En se reportant aux figures, la référence 10 désigne un dispositif accumulateur selon l'invention. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Le dispositif accumulateur 10 selon l'invention est dédié à contenir un gaz et à être utilisé dans un véhicule hybride hydraulique. Un tel véhicule est par exemple comme décrit dans le document FR2974035. pou Le dispositif accumulateur 10 pour contenir du gaz comprend un corps 12 renfermant une paroi interne 14 constituée par une partie frontale d'un piston susceptible de se mouvoir dans le corps. Le piston 14 détermine avec le corps 10 une chambre 16 de réception de gaz dont le volume est susceptible de varier suivant la position du piston dans le corps. [0012] Le corps 12 est de forme longiligne, par exemple à section circulaire dans lequel peut coulisser le piston 14 de paroi interne à contour extérieur circulaire. Le corps 12, à base cylindrique tubulaire 120, a une extrémité obturée par une demie sphère 12S équipée en son centre par un dispositif d'interface de gaz 12F du type raccord pouvant par exemple intégrer une vanne et pouvant être raccordé à un tuyau. L'autre extrémité de la base cylindrique tubulaire 120 du corps 12 est obturée par un dispositif d'interface d'huile 12H qui peut également être du type raccord pouvant par exemple intégrer une vanne pouvant être raccordée à un tuyau. [0013] Le piston mobile 14 sépare le dispositif accumulateur 10 en déterminant d'une part chambre 16 de réception de gaz, du côté de la demie sphère 12S et de son dispositif d'interface de gaz 12F, et d'autre part une cellule 18 destinée à recevoir de l'huile ou autre fluide équivalent. Ainsi, le piston 14 sépare le fluide à vocation d'usage hydraulique et le gaz à vocation de stockage d'énergie. [0014] Le piston 14 de paroi interne est mobile entre une position de compression comme représentée en traits pleins à la figure 1 et une position de détente comme représentée en traits pointillés à la figure 1. Le trait mixte 14P schématise la limite de débattement du piston 14 à compression. Quand le piston 14 occupe sa position de détente, le volume disponible pour le gaz dans la chambre 16 est supérieur au volume disponible quand le piston occupe sa position de compression. En fonction de la compression ou de la détente du gaz, la température de ce dernier peut varier de manière importante. [0015] De manière à optimiser la gestion de l'énergie de l'accumulateur, la température doit être gérée pour que les échanges thermiques dans l'accumulateur ne soient pas trop influents sur la capacité de stockage énergétique. Pour influencer favorablement la gestion de l'énergie d'un accumulateur, le corps 12 reçoit dans la chambre de réception de gaz 16 au moins une cloison pourvue d'au moins un orifice de passage de gaz. Dans le mode de réalisation illustrée à la figure 1, l'accumulateur 10 reçoit trois cloisons 20 de compartimentation qui sont orientées transversalement à la direction générale du corps. Dans l'exemple de réalisation représentée, les trois cloisons 20 sont perpendiculaires à l'axe central 12A du corps. Les cloisons 20 sont distantes les unes des autres en étant parallèles et sont également toujours distantes du piston 14, quelle que soit la position axiale de ce dernier. [0016] Chaque cloison 20 est conformée en un flasque de contour circulaire et délimitant au moins un orifice de passage de gaz. Chaque cloison 20 est en matériau qui conduit la chaleur pour pouvoir échanger de la chaleur avec le gaz contenu dans la chambre 16 de réception de gaz et avec le corps 12 du dispositif accumulateur. [0017] Chaque cloison 20 comprend une plaque 20P majoritairement plane à partir de son centre et présentant un bord 20C en collerette arquée sensiblement en quart d'ellipse en considérant une section suivant un rayon de la cloison. Chaque cloison 20 est immobilisée dans le corps 12 par précontrainte résultant de l'effet d'anneau élastique du bord 20C en collerette. L'effet de précontrainte permet de compenser d'éventuelles déformations du corps sous l'effet de la pression. En outre, le contact du bord 20C en collerette avec la face intérieure du corps 12 permet de créer une zone annulaire d'échange thermique 26 qui est représentée schématiquement par un cercle à la figure 1 pour en appréhender l'emplacement. Avantageusement, les bords incurvés 200 sont raccordés sensiblement tangentiellement au corps 12 en permettant s'adapter aux éventuelles déformations du corps et de lier thermiquement la cloison au corps avec un bon contact. [0018] Le corps 12, le piston 14 et les cloisons 20 déterminent, dans la réalisation représentée à la figure 1, quatre compartiments 24 entre lesquels le gaz peut circuler en passant par des orifices 22 délimités dans les cloisons 20. Les orifices 22 permettent une circulation du gaz qui est créée dès que la pression varie dans la chambre 16 de réception de gaz. Les orifices 22 permettent aussi un brassage de gaz qui homogénéise ce dernier. [0019] Dans l'exemple représenté à la figure 1, chaque cloison 20 comporte un orifice 22 ou deux orifices 22. Les orifices des cloisons différentes sont décalés les uns par rapport aux autres si bien que le gaz ne peut pas circuler en ligne droite en considérant un passage entre au moins trois compartiments parmi les quatre compartiments. Ainsi, l'échauffement du gaz est transmis aux cloisons de manière répartie et l'échange thermique entre le gaz, les cloisons 20, et le corps 12 raccordé thermiquement aux cloisons est efficace. Le brassage de gaz entre les compartiments 24 permet une convection forcée en raison du mouvement du gaz et aussi une augmentation de la surface d'échange avec les cloisons 20 qui jouent le rôle de pont thermique avec le corps. [0020] Avantageusement, à chaque fois que la pression varie, la quantité de gaz contenu dans chaque volume déterminé par les compartiments 24 varie et le débit est accéléré au niveau des orifices 22, ce qui améliore le brassage du gaz donc les échanges convectifs. Avantageusement, en synergie avec le brassage gazeux, chaque cloison 20 agit également comme une ailette de refroidissement dans un radiateur. [0021] Dans l'exemple de réalisation représentée à la figure 1, chaque cloison 20 comporte au moins un orifice 22 laissant librement passer le gaz entre les compartiments 24 dans la chambre 16 de réception de gaz. Dans l'exemple de réalisation de cloison 20 représentée à la figure 2 et dans l'exemple de réalisation représentée à la figure 3, chaque cloison 20 comporte au moins deux orifices 22 qui ne laissent pas passer librement le gaz car chaque orifice est occupé par un clapet anti retour 32. A la figure 2, les clapets 32 sont dessinés de façon générique. [0022] Les clapets 32 en correspondance des orifices 22 sont susceptibles d'obturer ou de laisser passer du gaz. L'un des clapets 32 dans l'un des orifices 22 de chaque cloison 20 peut laisser passer du gaz dans une première direction à travers la cloison et l'autre des clapets dans un autre des orifices 22 de la cloison 20 peut laisser passer du gaz dans une seconde direction à travers la cloison. La première direction et la seconde direction sont des directions de circulation opposées de gaz. [0023] Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 3, les clapets 32 sont constitués par des volets souples qui sont fermés au repos et s'ouvrent en cas de variation de pression entre les compartiments de chaque côté de la cloison 20 correspondante. Avantageusement, les volets souples déterminent à leur ouverture de passage de gaz un mouvement de circulation de gaz dans la chambre quand la paroi interne constituée par le piston 14 est mobile dans le corps. [0024] Avantageusement, le dispositif accumulateur de gaz 10 permet de fournir de l'énergie à la motorisation d'un véhicule hybride à hybridation hydraulique. La compartimentation par les cloisons 20 de la chambre de réception de gaz 16 permet de lisser les gradients de température dans le dispositif accumulateur de gaz 10 durant le processus de compression et d'expansion du gaz lors du roulage du véhicule en utilisant l'hybridation hydraulique.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif accumulateur de gaz (10) pour véhicule automobile à motorisation hybride par hybridation hydraulique, comprenant un corps (12) et une paroi interne (14) susceptible de se mouvoir dans le corps, la paroi interne (14) déterminant avec le corps (12) une chambre de réception de gaz (16) dont le volume est susceptible de varier suivant la position de la paroi dans le corps, caractérisé en ce que la chambre de réception de gaz (16) est compartimentée par au moins une cloison (20) pourvue d'au moins un orifice (22) de passage de gaz entre des compartiments (24) de la chambre séparés par la cloison.
2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la cloison (20) est en matériau conducteur de chaleur.
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cloison (20) délimite plusieurs orifices (22) de passage de gaz.
4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que des clapets (32) en correspondance des orifices (22) sont susceptibles d'obturer ou de laisser passer du gaz, un clapet dans l'un des orifices de la cloison (20) pouvant laisser passer du gaz dans une première direction à travers la cloison et un clapet dans un autre des orifices de la cloison pouvant laisser passer du gaz dans une seconde direction à travers la cloison, la première direction et la seconde direction étant des directions de circulation opposées de gaz.
5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les clapets (32) sont constitués par des volets souples (32V) qui sont fermés au repos et s'ouvrent en cas de variation de pression entre les compartiments (24) de chaque côté de la cloison (20), les volets souples déterminant à leur ouverture de passage de gaz un mouvement de circulation de gaz dans la chambre (16) quand la paroi interne (14) est mobile dans le corps.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cloison (20) s'étend sensiblement perpendiculairement à la direction générale du corps (12) qui est longiligne.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cloison (20) comporte des bords incurvés (200) raccordés sensiblement tangentiellement au corps (12) en permettant de compenser d'éventuelles déformations du corps et de lier thermiquement la cloison au corps.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de réception de gaz (16) est compartimentée par plusieurs cloisons (20).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi interne mobile (14) fait partie d'un piston.
10. Véhicule automobile à motorisation hybride par hybridation hydraulique, comportant un dispositif accumulateur de gaz, caractérisé en ce que le dispositif accumulateur de gaz (10) est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes pour fournir de l'énergie à la motorisation en ayant la compartimentation du dispositif accumulateur qui permet de lisser les gradients de température durant le processus de compression et d'expansion du gaz lors du roulage du véhicule en utilisant l'hybridation hydraulique.