FR3022496A1 - PROPULSION SYSTEM FOR HYBRID MOTOR VEHICLE COMPRISING MEANS FOR RECOVERING LOST THERMAL ENERGY - Google Patents

PROPULSION SYSTEM FOR HYBRID MOTOR VEHICLE COMPRISING MEANS FOR RECOVERING LOST THERMAL ENERGY Download PDF

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Abstract

Ce système de propulsion pour véhicule automobile hybride comprend un moteur thermique (1) capable d'entraîner en rotation un vilebrequin (4), une machine électrique (2) destinée à être liée en rotation aux roues (5) du véhicule et capable de fonctionner selon un mode moteur et un mode générateur, une batterie (7) destinée à fournir de l'énergie électrique à la machine électrique (2) et à stocker l'énergie électrique provenant de la machine électrique (2) et un système de gestion de l'énergie embarquée (100). En outre, il comprend au moins un générateur thermoélectrique (18, 19) destiné à être disposé en relation d'échange thermique avec au moins une source chaude (31, 38a) et apte à fournir de l'énergie électrique à la batterie (7) et à la machine électrique (2).This propulsion system for a hybrid motor vehicle comprises a heat engine (1) capable of rotating a crankshaft (4), an electric machine (2) intended to be rotatably connected to the wheels (5) of the vehicle and capable of operating according to a motor mode and a generator mode, a battery (7) for supplying electric power to the electric machine (2) and storing electrical energy from the electric machine (2) and a power management system (2). onboard energy (100). In addition, it comprises at least one thermoelectric generator (18, 19) intended to be disposed in heat exchange relation with at least one hot source (31, 38a) and able to supply electrical energy to the battery (7). ) and the electric machine (2).

Description

1 Système de propulsion pour véhicule automobile hybride comprenant des moyens de récupération de l'énergie thermique perdue La présente invention concerne le domaine des systèmes de propulsion pour véhicules automobiles, en particulier pour véhicules automobiles hybrides dotés d'un moteur thermique et d'un moteur électrique.The present invention relates to the field of propulsion systems for motor vehicles, in particular for hybrid motor vehicles equipped with a heat engine and an engine. electric.

Les utilisateurs de véhicules automobiles sont aujourd'hui de plus en plus pénalisés par les limitations d'émissions de polluants et par la consommation de carburant de leur véhicule. Par exemple, certaines villes européennes appliquent aujourd'hui des « péages » afin de contraindre l'utilisateur à rouler dans certaines zones. Ces « péages » peuvent être proportionnels aux émissions de polluants tels que le dioxyde de carbone. Généralement, le rendement d'un système de propulsion de véhicule automobile doté d'un moteur à combustion interne, défini comme la fraction de l'énergie mécanique transmise aux roues motrices sur l'énergie chimique du carburant consommé, est de l'ordre de 33%. Deux tiers de l'énergie chimique du carburant sont par conséquent dissipés, dont une grande partie sous forme de chaleur évacuée à peu près en deux parts égales dans le liquide de refroidissement et dans les gaz d'échappement.Motor vehicle users are now increasingly penalized by pollutant emission limits and the fuel consumption of their vehicles. For example, some European cities are now applying "tolls" to force the user to drive in certain areas. These "tolls" can be proportional to the emissions of pollutants such as carbon dioxide. Generally, the efficiency of a motor vehicle propulsion system equipped with an internal combustion engine, defined as the fraction of the mechanical energy transmitted to the drive wheels on the chemical energy of the fuel consumed, is of the order of 33%. Two-thirds of the chemical energy of the fuel is therefore dissipated, much of it in the form of heat discharged in about two equal parts in the coolant and in the exhaust gas.

On parvient à améliorer ce rendement avec des systèmes de propulsion hybrides, par exemple du type comprenant un moteur thermique et un moteur électrique. Parmi ces systèmes de propulsion hybrides, on peut encore différencier plusieurs types de technologies. Par exemple, on a représenté en figure 1 un exemple de système de propulsion selon la technologie « mild hybrid » avec un moteur thermique 1 et une machine électrique ou alterno-démarreur 2 dont l'arbre moteur est lié par une courroie 3 au vilebrequin 4 du moteur thermique 1. Le vilebrequin 4 du moteur thermique 1 est relié aux roues motrices 5 du véhicule au moyen d'une transmission 3022496 2 mécanique 6. Le système de propulsion comprend une batterie 7 de capacité plus importante que dans un système de propulsion non hybride. L'alterno-démarreur 2 est une machine électrique réversible pouvant respectivement : 5 - alimenter en énergie électrique la batterie électrique 7 et d'éventuels accessoires électriques 8 du véhicule (rôle d'un alternateur dans un véhicule classique), - mettre en oeuvre un freinage régénératif, autrement dit transformer en énergie électrique une partie de l'énergie cinétique du 10 véhicule lors d'une décélération, - entraîner en rotation le vilebrequin 4 lors du démarrage du moteur thermique 1 (rôle d'un démarreur dans un véhicule classique), et - assister le moteur thermique 1 lors de fortes accélérations 15 (rôle d'un moteur d'appoint). Lorsque la machine électrique 2 fonctionne comme un alternateur ou en freinage régénératif, elle fournit de l'énergie aux accessoires 8 et à la batterie électrique 7, comme cela est représenté symboliquement par les flèches respectives 14 et 15. Lorsqu'elle 20 fonctionne comme un démarreur ou un moteur d'appoint, une alimentation électrique par la batterie électrique 7 est nécessaire, symboliquement représentée par la flèche 16. Une alimentation électrique des accessoires 8 par la batterie électrique 7 peut également être nécessaire, représentée par la flèche 17.This efficiency can be improved with hybrid propulsion systems, for example of the type comprising a heat engine and an electric motor. Among these hybrid propulsion systems, one can still differentiate several types of technologies. For example, there is shown in Figure 1 an example of a propulsion system according to the "mild hybrid" technology with a heat engine 1 and an electric machine or alternator-starter 2 whose drive shaft is connected by a belt 3 to the crankshaft 4 of the heat engine 1. The crankshaft 4 of the heat engine 1 is connected to the drive wheels 5 of the vehicle by means of a mechanical transmission 6. The propulsion system comprises a battery 7 of greater capacity than in a non-propulsion system. hybrid. The alternator-starter 2 is a reversible electric machine that can respectively: 5 - supply electrical energy to the electric battery 7 and any electrical accessories 8 of the vehicle (role of an alternator in a conventional vehicle), - implement a regenerative braking, in other words converting into electrical energy a portion of the kinetic energy of the vehicle during a deceleration, - rotating the crankshaft 4 when starting the heat engine 1 (role of a starter in a conventional vehicle) and - assist the heat engine 1 during strong accelerations 15 (role of a booster engine). When the electric machine 2 operates as an alternator or in regenerative braking, it supplies power to the accessories 8 and to the electric battery 7, as represented symbolically by the respective arrows 14 and 15. When it operates as a starter or a booster motor, a power supply by the electric battery 7 is necessary, symbolically represented by the arrow 16. An electrical supply of the accessories 8 by the electric battery 7 may also be necessary, represented by the arrow 17.

25 Ce système de propulsion comprend en outre des moyens pour transmettre de l'énergie mécanique entre le moteur thermique 1, la machine électrique 2, et les roues motrices 5. Ainsi la courroie 3 liant le vilebrequin 4 à l'arbre moteur 11 de la machine électrique 2 est maintenue en place par deux galets 12 et 13. Deux demi-arbres 9 et 10 30 permettent de répartir l'énergie mécanique en sortie de la transmission 6 et de la distribuer aux roues motrices 5. Un tel système de propulsion permet un gain de consommation de l'ordre de 15% en conduite urbaine. Par contre, il ne présente pas de réel avantage en vitesse stabilisée, surtout à haute vitesse, étant 3022496 3 donné que la capacité de la batterie 7, bien que plus importante que dans un véhicule non hybride, n'est pas suffisante pour assister le moteur thermique 1 de façon continue. Par ailleurs, un tel système comporte toujours un moteur 5 thermique et présente donc toujours d'importantes pertes d'énergie sous la forme de chaleur. Certains véhicules automobiles sont dotés de générateurs thermoélectriques capables de récupérer de l'énergie thermique pour la transformer en énergie électrique. De tels générateurs se basent sur 10 différentes technologies. Les plus aboutis sont des générateurs thermoélectriques à boucle de Rankine ou à effet Seebeck. Un générateur à boucle de Rankine est un système qui a pour but de convertir de la chaleur en travail mécanique puis en électricité à l'aide d'une génératrice. Ce générateur comprend un circuit dans 15 lequel on fait circuler un fluide de travail au moyen d'une pompe. Des échangeurs de chaleur sont disposés au niveau d'une source chaude permettant de vaporiser le fluide de travail. Ce dernier est détendu dans une machine de détente couplée à une génératrice. Le circuit comprend aussi un échangeur de chaleur au niveau d'une source froide 20 afin de condenser le fluide de travail. On connait également des générateurs thermoélectriques à effet Seebeck. On place au moins un plot thermoélectrique entre une source chaude et une source froide. La différence de température appliquée aux plots thermoélectriques permet la production d'électricité.This propulsion system further comprises means for transmitting mechanical energy between the heat engine 1, the electric machine 2, and the drive wheels 5. Thus the belt 3 connecting the crankshaft 4 to the drive shaft 11 of the electric machine 2 is held in place by two rollers 12 and 13. Two half-shafts 9 and 10 30 allow to distribute the mechanical energy output of the transmission 6 and distribute it to the drive wheels 5. Such a propulsion system allows a consumption gain of around 15% in urban driving. On the other hand, it does not have any real advantage in stabilized speed, especially at high speed, since the capacity of the battery 7, although larger than in a non-hybrid vehicle, is not sufficient to assist the driver. thermal engine 1 continuously. Moreover, such a system always has a thermal motor and therefore always has significant energy losses in the form of heat. Some motor vehicles are equipped with thermoelectric generators capable of recovering thermal energy to transform it into electrical energy. Such generators are based on 10 different technologies. The most accomplished are thermoelectric generators with Rankine loop or Seebeck effect. A Rankine loop generator is a system that aims to convert heat into mechanical work and then into electricity using a generator. This generator comprises a circuit in which a working fluid is circulated by means of a pump. Heat exchangers are arranged at a hot source for vaporizing the working fluid. The latter is relaxed in an expansion machine coupled to a generator. The circuit also includes a heat exchanger at a cold source 20 to condense the working fluid. Also known are Seebeck effect thermoelectric generators. At least one thermoelectric pad is placed between a hot source and a cold source. The temperature difference applied to the thermoelectric pads allows the production of electricity.

25 De tels générateurs permettent donc tous deux de créer de l'électricité à partir d'une source chaude et d'une source froide. On peut donc les incorporer dans un véhicule automobile afin de recycler l'énergie perdue sous la forme de chaleur. On peut en particulier utiliser comme source chaude le flux de gaz d'échappement en sortie 30 du moteur ou le liquide de refroidissement du moteur thermique en amont du radiateur et comme source froide l'air extérieur ou le liquide de refroidissement du moteur thermique en aval du radiateur. La puissance électrique pouvant être générée par le générateur thermoélectrique dépend du flux et de la température des gaz 3022496 4 d'échappement ou du liquide de refroidissement. En conséquence, la puissance électrique générée peut être maximale lorsque la puissance mécanique délivrée par le moteur thermique est importante, comme lors de fortes accélérations ou en roulage à haute vitesse (autoroute).Such generators therefore both make it possible to create electricity from a hot source and a cold source. They can be incorporated into a motor vehicle to recycle lost energy in the form of heat. In particular, it is possible to use as the hot source the flow of exhaust gas at the outlet of the engine or the coolant of the heat engine upstream of the radiator and as the cold source the outside air or the coolant of the heat engine downstream. of the radiator. The electrical power that can be generated by the thermoelectric generator depends on the flow and temperature of the exhaust gas or coolant. As a result, the electrical power generated can be maximum when the mechanical power delivered by the engine is important, such as during high acceleration or driving at high speed (highway).

5 A titre d'exemple, pour un véhicule de milieu de gamme doté d'un générateur de type Rankine en roulage à haute vitesse, on peut imaginer générer une puissance électrique de l'ordre de plusieurs kilowatts. Le document FR 0950230 divulgue un véhicule automobile doté 10 d'un moteur thermique, d'un alternateur et d'un générateur thermoélectrique. Le générateur thermoélectrique est capable de fournir de l'énergie électrique à partir de la chaleur perdue par le moteur. L'énergie est donc générée de façon variable, sensiblement proportionnelles Comme dans un véhicule classique, l'alternateur sert 15 à fournir de l'énergie électrique aux accessoires électriques du véhicule en prélevant de l'énergie mécanique sur le vilebrequin du moteur thermique. Ainsi, lorsque l'alternateur est en fonctionnement, on consomme plus de carburant. Dans le véhicule, l'alternateur du document FR 0950230 est piloté de telle sorte qu'il ne produise pas de 20 puissance électrique lorsque le générateur thermoélectrique est en mesure de subvenir à la consommation électrique des accessoires du véhicule. Dans ce cas, on ne prélève pas de puissance sur le vilebrequin du moteur thermique, ce qui améliore le rendement du système de propulsion.By way of example, for a mid-range vehicle equipped with a Rankine generator running at high speed, it is conceivable to generate an electrical power of the order of several kilowatts. The document FR 0950230 discloses a motor vehicle equipped with a heat engine, an alternator and a thermoelectric generator. The thermoelectric generator is capable of supplying electrical energy from the heat lost by the motor. The energy is therefore generated in a variable manner, substantially proportional. As in a conventional vehicle, the alternator serves to supply electrical energy to the vehicle's electrical accessories by taking mechanical energy from the crankshaft of the engine. Thus, when the alternator is in operation, it consumes more fuel. In the vehicle, the alternator of the document FR 0950230 is controlled in such a way that it does not produce electric power when the thermoelectric generator is able to provide for the electrical consumption of the accessories of the vehicle. In this case, it does not take power on the crankshaft of the engine, which improves the efficiency of the propulsion system.

25 Cependant, les accessoires électriques d'un véhicule de milieu de gamme consomment une puissance électrique de l'ordre d'une centaine de watts, donc nettement inférieure à la puissance pouvant être générée par un générateur thermoélectrique de type Rankine sur autoroute. Une part importante de cette énergie générée est donc 30 perdue. Le document US 2008-0 110 171 Al propose d'ajouter un accumulateur hydraulique afin de stocker une partie de cette énergie électrique. Toutefois, la capacité d'un tel accumulateur est limitée par des contraintes de pression et d'encombrement.However, the electrical accessories of a mid-range vehicle consume an electrical power of the order of a hundred watts, so significantly lower than the power that can be generated by a Rankine thermoelectric generator on highway. A large part of this generated energy is therefore lost. US 2008-0 110 171 A1 proposes to add a hydraulic accumulator to store a portion of this electrical energy. However, the capacity of such an accumulator is limited by pressure and space constraints.

3022496 5 Au vu de ce qui précède, le but de l'invention est d'améliorer le rendement d'un système de propulsion d'un véhicule automobile hybride. Selon un premier aspect, l'invention concerne un système de 5 propulsion pour véhicule automobile hybride. Le système de propulsion comprend un moteur thermique capable d'entrainer en rotation un vilebrequin, une machine électrique destinée à être liée en rotation aux roues du véhicule et capable de fonctionner selon un mode moteur et un mode générateur, une batterie destinée à fournir de 10 l'énergie électrique à la machine électrique et à stocker l'énergie électrique provenant de la machine électrique et un système de gestion de l'énergie embarquée. Le système de propulsion comprend en outre au moins un générateur thermoélectrique destiné à être disposé en relation d'échange thermique avec au moins une source chaude et apte 15 à fournir de l'énergie électrique à la batterie et à la machine électrique. De cette manière, la machine électrique peut fonctionner en mode générateur pour produire de l'électricité à partir du mouvement du vilebrequin et alimenter la batterie et d'éventuels accessoires 20 électriques du véhicule hybride. La machine électrique peut également fonctionner comme un moteur électrique, transformant de l'énergie électrique en énergie mécanique transmise aux roues motrices du véhicule en plus ou en remplacement de l'énergie mécanique générée par le moteur thermique. La machine électrique peut donc jouer le rôle 25 de l'alternateur ou du moteur électrique d'un véhicule hybride. La batterie est un réservoir d'énergie pour la machine électrique et les éventuels accessoires électriques du véhicule. Le générateur thermoélectrique est un moyen pour récupérer une partie de l'énergie perdue sous la forme de chaleur afin de la transformer en énergie 30 électrique. A l'aide du système de gestion de l'énergie embarquée, cette énergie électrique peut être distribuée à la machine électrique pour pouvoir exercer un couple moteur sur les roues motrices du véhicule. L'énergie perdue sous forme de chaleur et récupérée par le générateur thermoélectrique est donc distribuée de façon plus efficace.In view of the foregoing, the object of the invention is to improve the efficiency of a propulsion system of a hybrid motor vehicle. According to a first aspect, the invention relates to a propulsion system for a hybrid motor vehicle. The propulsion system comprises a heat engine capable of rotating a crankshaft, an electrical machine intended to be rotatably connected to the wheels of the vehicle and capable of operating in a motor mode and a generator mode, a battery intended to provide power to the vehicle. electrical energy to the electrical machine and storing electrical energy from the electrical machine and an on-board energy management system. The propulsion system further comprises at least one thermoelectric generator intended to be disposed in heat exchange relation with at least one hot source and capable of supplying electrical energy to the battery and to the electrical machine. In this way, the electric machine can operate in generator mode to generate electricity from the crankshaft movement and power the battery and any electrical accessories of the hybrid vehicle. The electric machine can also function as an electric motor, transforming electrical energy into mechanical energy transmitted to the drive wheels of the vehicle in addition to or in replacement of the mechanical energy generated by the engine. The electric machine can thus play the role of the alternator or the electric motor of a hybrid vehicle. The battery is an energy reservoir for the electrical machine and any electrical accessories of the vehicle. The thermoelectric generator is a means for recovering some of the lost energy in the form of heat in order to transform it into electrical energy. With the help of the on-board energy management system, this electrical energy can be distributed to the electric machine in order to be able to exert a driving torque on the drive wheels of the vehicle. The energy lost in the form of heat and recovered by the thermoelectric generator is therefore distributed more efficiently.

3022496 6 En particulier, lors d'une phase d'accélération, la quantité d'énergie électrique générée par le générateur thermoélectrique est grande, comme l'est le besoin d'énergie électrique par la machine électrique qui fonctionne comme un moteur d'appoint. Le système de gestion de 5 l'énergie embarquée apporte une meilleure corrélation entre la demande d'énergie et l'énergie rendue disponible, ce qui améliore l'efficacité. Il en résulte une amélioration du rendement énergétique du véhicule automobile. Avantageusement, le système de gestion de l'énergie 10 embarquée comprend des moyens matériels et logiciels pour mesurer au moins un paramètre choisi parmi le mode de fonctionnement du véhicule, la charge du moteur thermique, l'énergie consommée par les accessoires électriques du véhicule hybride et l'énergie produite par ledit générateur thermoélectrique et des moyens pour commander le 15 mode de fonctionnement de la machine électrique et le mode d'alimentation électrique de la batterie, de la machine électrique et des accessoires électriques du véhicule hybrides. Le système de propulsion est adapté à différents types de véhicules automobiles hybrides. Dans une première variante, la 20 machine électrique est directement connectée à la chaine de transmission. Cette variante est particulièrement adaptée à un véhicule à système de propulsion « full hybrid ». En effet, une caractéristique particulière d'un système de propulsion « full hybrid » est le fait que, la machine électrique puisse entrainer les roues motrices du véhicule 25 lorsque le moteur thermique est à l'arrêt. Dans une seconde variante, la machine électrique est reliée par une courroie au vilebrequin. Cette variante est adaptée à un système de propulsion selon la technologie « mild hybrid » dans laquelle une machine électrique assure les fonctions d'un alternateur, d'un moyen de freinage régénératif, d'un 30 démarreur et d'un moyen de propulsion du véhicule. Dans un mode de réalisation, ledit au moins un générateur thermoélectrique comprend un circuit avec une boucle de Rankine doté d'une pompe capable de faire circuler un fluide de travail, un évaporateur disposé au niveau de ladite au moins une source chaude, 3022496 7 une machine de détente et un condenseur au niveau de ladite au moins une source froide. On peut également prévoir que ledit au moins un générateur thermoélectrique comprend un dispositif à effet Seebeck comprenant 5 un matériau thermoélectrique disposé entre ladite au moins une source chaude et une source froide. Il est nécessaire que chaque générateur thermoélectrique soit disposé en relation d'échange thermique avec une source chaude. Dans une première variante, ladite au moins une source chaude comprend le 10 liquide de refroidissement du moteur thermique du véhicule. Dans une seconde variante, ladite au moins une source chaude comprend le flux de gaz d'échappement du moteur thermique du véhicule. L'invention concerne également, selon un deuxième aspect, un procédé de gestion des transferts d'énergie pour un système de 15 propulsion tel que celui décrit précédemment. Ce procédé comprend une première phase pour déterminer un ensemble de critères concernant le fonctionnement du véhicule et une deuxième phase de choix du mode de motricité du véhicule et du mode d'alimentation de la machine électrique, de la batterie et des accessoires électriques du 20 véhicule hybride. Un tel procédé permet une récupération d'une partie de l'énergie qui a été perdue par le moteur thermique sous forme de chaleur, sa transformation en énergie électrique et une utilisation optimale de cette énergie électrique.In particular, during an acceleration phase, the amount of electrical energy generated by the thermoelectric generator is large, as is the need for electrical energy by the electric machine which functions as a booster motor. . The on-board energy management system provides a better correlation between the energy demand and the energy made available, which improves efficiency. This results in an improvement of the energy efficiency of the motor vehicle. Advantageously, the on-board energy management system 10 comprises hardware and software means for measuring at least one parameter chosen from the operating mode of the vehicle, the load of the heat engine, the energy consumed by the electrical accessories of the hybrid vehicle. and the energy produced by said thermoelectric generator and means for controlling the operating mode of the electric machine and the power supply mode of the battery, the electric machine and the electrical accessories of the hybrid vehicle. The propulsion system is suitable for different types of hybrid motor vehicles. In a first variant, the electric machine is directly connected to the transmission chain. This variant is particularly suitable for a vehicle with "full hybrid" propulsion system. Indeed, a particular characteristic of a "full hybrid" propulsion system is the fact that the electric machine can drive the driving wheels of the vehicle 25 when the heat engine is stopped. In a second variant, the electric machine is connected by a belt to the crankshaft. This variant is adapted to a propulsion system according to the "mild hybrid" technology in which an electric machine performs the functions of an alternator, a regenerative braking means, a starter and a means of propulsion. vehicle. In one embodiment, said at least one thermoelectric generator comprises a circuit with a Rankine loop having a pump capable of circulating a working fluid, an evaporator disposed at said at least one hot source, a expansion machine and a condenser at said at least one cold source. It can also be provided that said at least one thermoelectric generator comprises a Seebeck effect device comprising a thermoelectric material disposed between said at least one hot source and a cold source. It is necessary that each thermoelectric generator is disposed in heat exchange relation with a hot source. In a first variant, said at least one hot source comprises the coolant of the engine of the vehicle. In a second variant, said at least one hot source comprises the flow of exhaust gas from the engine of the vehicle. The invention also relates, according to a second aspect, to a method for managing energy transfers for a propulsion system such as that described previously. This method comprises a first phase for determining a set of criteria relating to the operation of the vehicle and a second phase of choosing the motor mode of the vehicle and the power supply mode of the electric machine, the battery and the vehicle electrical accessories. hybrid. Such a method allows a recovery of part of the energy that has been lost by the heat engine in the form of heat, its transformation into electrical energy and optimal use of this electrical energy.

25 Dans un mode de mise en oeuvre, l'ensemble des critères concernant le fonctionnement du véhicule comprend l'énergie délivrée par le générateur thermoélectrique et l'énergie consommée par les accessoires électriques du véhicule hybride. Ces deux informations, analysées conjointement, permettent de 30 répartir efficacement l'énergie électrique entre la batterie, la machine électrique, le générateur thermoélectrique et d'éventuels accessoires électriques du véhicule. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation 3022496 8 pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1, qui a déjà été décrite, illustre un exemple de système de propulsion d'un véhicule selon la technologie déjà connue 5 sous le nom « mild hybrid », - la figure 2 illustre un exemple de système de propulsion d'un véhicule selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est un schéma de principe du fonctionnement d'un des deux générateurs thermoélectriques du mode de réalisation de la 10 figure 2, - la figure 4a est un schéma de principe du fonctionnement de l'autre générateur thermoélectrique du mode de réalisation de la figure 2, - la figure 4b illustre une variante du schéma de principe de la 15 figure 4a, - la figure 5 illustre un procédé de gestion des transferts d'énergie pouvant être mis en oeuvre au moyen d'un système de propulsion selon le mode de réalisation de la figure 2, et - les figures 6 à 9 illustrent schématiquement divers types de 20 transferts d'énergie mis en oeuvre dans le procédé de la figure 5. La figure 2 illustre un mode de réalisation d'un système de propulsion selon l'invention. Ce mode de réalisation est dérivé d'un système de propulsion selon la technologie dite « mild hybrid » tel que représenté sur la figure 1 et décrit en partie dans le préambule de ce 25 document. Les éléments identiques des systèmes de propulsion représentés sur les figures 1 et 2 ont les mêmes références. Le système de propulsion de la figure 2 se différencie de celui de la figure 1 par l'ajout de deux générateurs thermoélectriques 18 et 19, chacun des générateurs étant en relation d'échange thermique avec 30 une source chaude. Un générateur thermoélectrique est un dispositif capable de générer de l'énergie électrique à partir d'une différence de température. Le premier générateur 18 est un générateur thermoélectrique à boucle de Rankine. Le deuxième générateur 19 est un générateur thermoélectrique à effet Seebeck.In one embodiment, the set of criteria relating to the operation of the vehicle comprises the energy delivered by the thermoelectric generator and the energy consumed by the electrical accessories of the hybrid vehicle. These two pieces of information, analyzed together, make it possible to effectively distribute the electrical energy between the battery, the electric machine, the thermoelectric generator and any electrical accessories of the vehicle. Other features of the invention will appear on reading the detailed description of some embodiments 3022496 8 taken as non-limiting examples and illustrated by the accompanying drawings in which: - Figure 1, which has already been described; illustrates an example of a propulsion system of a vehicle according to the technology already known under the name "mild hybrid", - Figure 2 illustrates an example of a propulsion system of a vehicle according to one embodiment of the invention. Fig. 3 is a block diagram of the operation of one of the two thermoelectric generators of the embodiment of Fig. 2; Fig. 4a is a block diagram of the operation of the other thermoelectric generator of the embodiment; FIG. 4b illustrates a variant of the block diagram of FIG. 4a; FIG. 5 illustrates a method for managing energy transfers that can be implemented; FIG. 3 through 9 of a propulsion system according to the embodiment of FIG. 2, and FIGS. 6 to 9 schematically illustrate various types of energy transfer implemented in the process of FIG. illustrates an embodiment of a propulsion system according to the invention. This embodiment is derived from a propulsion system according to the "mild hybrid" technology as shown in FIG. 1 and described in part in the preamble of this document. The identical elements of the propulsion systems shown in FIGS. 1 and 2 have the same references. The propulsion system of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 by the addition of two thermoelectric generators 18 and 19, each of the generators being in heat exchange relation with a hot source. A thermoelectric generator is a device capable of generating electrical energy from a temperature difference. The first generator 18 is a Rankine loop thermoelectric generator. The second generator 19 is a thermoelectric generator Seebeck effect.

3022496 9 On a représenté le générateur thermoélectrique 18 sur la figure 3. Le carter 30 du moteur thermique 1 est représenté ainsi que le conduit d'échappement 31 contenant les gaz d'échappement issus de la combustion dans les cylindres. Le générateur thermoélectrique 18 5 comprend une boucle 32 dans laquelle circule un fluide de travail entrainé par une pompe 33. Sur la boucle 32 sont également disposés un évaporateur 34 en relation d'échange thermique avec le conduit d'échappement 31, une machine de détente 35 couplée à une génératrice 36 et un condenseur 37 couplé à une source froide, en 10 l'espèce l'air ambiant. Toutefois, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, envisager tout autre type de source froide, par exemple une partie froide du circuit de refroidissement du moteur thermique 1. De cette manière, le fluide de travail entrainé dans la boucle de Rankine 32 est vaporisé au niveau de l'évaporateur 34, puis détendu 15 dans la machine de détente 35. Cela fait tourner le rotor de la génératrice 36 et génère de l'énergie électrique. Le fluide de travail est ensuite condensé dans le condenseur 37 pour être réutilisé dans la boucle de Rankine. L'évaporateur 34 est disposé en relation d'échange thermique 20 avec le conduit d'échappement 31. Ainsi, au moyen d'un tel générateur thermoélectrique tel que celui-ci, on peut prélever une partie de l'énergie perdue par le moteur thermique 1 sous forme de chaleur dans les gaz d'échappement du conduit 31 pour générer de l'énergie électrique.The thermoelectric generator 18 is shown in FIG. 3. The casing 30 of the heat engine 1 is shown as well as the exhaust duct 31 containing the exhaust gases from the combustion in the cylinders. The thermoelectric generator 18 5 comprises a loop 32 in which circulates a working fluid driven by a pump 33. On the loop 32 are also arranged an evaporator 34 in heat exchange relation with the exhaust duct 31, an expansion machine 35 coupled to a generator 36 and a condenser 37 coupled to a cold source, in this case the ambient air. However, it is possible, without departing from the scope of the invention, to consider any other type of cold source, for example a cold part of the cooling circuit of the heat engine 1. In this way, the working fluid entrained in the Rankine loop 32 is vaporized at the evaporator 34 and then expanded in the expansion machine 35. This rotates the rotor of the generator 36 and generates electrical energy. The working fluid is then condensed in the condenser 37 to be reused in the Rankine loop. The evaporator 34 is disposed in heat exchange relation 20 with the exhaust duct 31. Thus, by means of such a thermoelectric generator such as this one can take a part of the energy lost by the engine. thermal 1 in the form of heat in the exhaust gas of the conduit 31 to generate electrical energy.

25 Le générateur thermoélectrique 19 est représenté sur la figure 4a. Le carter 30 du moteur thermique 1 est représenté et traversé par le circuit de refroidissement 38 du moteur thermique 1. Le circuit de refroidissement 38 est constitué d'une conduite formant une boucle, passant à proximité des cylindres du moteur 1 et sur laquelle sont 30 montés une pompe 39 et un radiateur 40. Un liquide de refroidissement circule dans le circuit de refroidissement 38 et est entrainé par la pompe 39. Celui-ci prélève donc de la chaleur dans le carter 30 puis traverse le radiateur 40 ou il évacue une grande partie de la chaleur prélevée. Le circuit de refroidissement peut donc être décomposé en 3022496 10 une partie chaude 38a, entre la chambre de combustion 30 et le radiateur 40 et une partie froide 38b, entre le radiateur 40 et la chambre de combustion 30. Le générateur thermoélectrique 19 comprend une source chaude 5 41 en l'espèce d'un échangeur monté sur la partie chaude 38a du circuit de refroidissement et une source froide 42, en l'espèce d'un échangeur disposé sur la partie froide 38b du circuit de refroidissement. Un ensemble de plots thermoélectriques 43 sont disposés entre la source chaude 41 et la source froide 42.The thermoelectric generator 19 is shown in FIG. 4a. The casing 30 of the heat engine 1 is shown and traversed by the cooling circuit 38 of the heat engine 1. The cooling circuit 38 consists of a duct forming a loop, passing close to the cylinders of the engine 1 and on which 30 mounted a pump 39 and a radiator 40. A coolant circulates in the cooling circuit 38 and is driven by the pump 39. It therefore takes heat in the housing 30 and then passes through the radiator 40 or it evacuates a large part of the heat taken. The cooling circuit can therefore be decomposed into a hot part 38a, between the combustion chamber 30 and the radiator 40 and a cold part 38b, between the radiator 40 and the combustion chamber 30. The thermoelectric generator 19 comprises a source hot 41 41 in this case an exchanger mounted on the hot part 38a of the cooling circuit and a cold source 42, in this case an exchanger disposed on the cold part 38b of the cooling circuit. A set of thermoelectric pads 43 are arranged between the hot source 41 and the cold source 42.

10 On peut, sans sortir du cadre de l'invention, disposer la source froide 42 au contact de l'air ambiant, tel que cela est représenté sur la figure 4b. Sur cette figure, le générateur thermoélectrique est disposé de telle sorte que sa source chaude 41 est montée sur la partie chaude 38a du circuit de refroidissement, sa source froide 42 étant montée sur 15 une conduite 38c dans lequel s'écoule de l'air provenant de l'extérieur du véhicule. Les plots thermoélectriques sont fabriqués en un matériau tel que la différence de température entre ses deux extrémités génère de l'énergie électrique. Cet effet bien connu de l'état de la technique est 20 appelé effet Seebeck. Ainsi, au moyen d'un tel générateur thermoélectrique, on peut prélever une partie de l'énergie perdue par le moteur thermique 1 sous forme de chaleur dans le liquide de refroidissement pour générer de l'énergie électrique. L'énergie électrique générée par les générateurs 18 (figure 3) 25 et 19 (figure 4a) peut alors être utilisée pour alimenter la machine électrique 2 lorsque celle-ci fonctionne en mode moteur, les accessoires électriques 8 du véhicule hybride, ou pour charger la batterie électrique 7. De la même façon que sur la figure 1, on a représenté schématiquement sur la figure 2 les transferts d'énergie 30 entre différents éléments du système de propulsion. Comme dans le système de propulsion de la figure 1, de l'énergie mécanique est échangée entre le moteur thermique 1, la machine électrique 2 et les roues motrices 5. Ces échanges se font au 3022496 11 moyen de la courroie 3, du vilebrequin 4, de la transmission 6, des demi-arbres 9 et 10, de l'arbre moteur 11 et des galets 12 et 13. Le système de propulsion de la figure 2 se différencie de celui de la figure 1 par l'ajout de deux générateurs. Il y a donc davantage 5 d'échanges d'énergie électrique. Ceux-ci sont représentés par des flèches continues autour d'un point central de connexion 20. Ainsi on voit que la machine électrique 2 est capable de fonctionner comme une génératrice qui émet de l'énergie électrique (flèche 21) ou comme un moteur consommant de l'énergie électrique (flèche 22). Les 10 accessoires électriques 8 ne peuvent que consommer de l'énergie électrique (flèche 23). Les générateurs thermoélectriques ne peuvent que générer du courant électrique (flèches 24 et 25). L'énergie générée par la machine électrique 2 et les générateurs thermoélectriques 18 et 19 n'est pas forcément égale à celle consommée par la machine 15 électrique 2 et les accessoires électriques 8. C'est donc le rôle de la batterie électrique 7 d'assurer le stockage de l'énergie électrique produite en surplus (flèche 26) et le déstockage de l'énergie électrique manquante (flèche 27). On a symbolisé par des flèches pointillées les échanges 20 d'énergie thermique. Ainsi la flèche 28 symbolise le transfert d'énergie thermique du moteur thermique 1 au générateur thermoélectrique à cycle de Rankine 18. En l'espèce, la flèche 28 symbolise un transfert de chaleur du conduit d'échappement 31 du moteur 1 au fluide de travail contenu dans le circuit 32 de la boucle de 25 Rankine. La flèche 29 symbolise le transfert d'énergie thermique du moteur thermique 1 au générateur thermoélectrique à effet Seebeck 19. En l'espèce, la flèche 29 symbolise un transfert de chaleur de la partie chaude 38a du circuit de refroidissement du moteur thermique à une extrémité des plots thermoélectriques 43.Without departing from the scope of the invention, the cold source 42 may be placed in contact with the ambient air, as shown in FIG. 4b. In this figure, the thermoelectric generator is arranged so that its hot source 41 is mounted on the hot part 38a of the cooling circuit, its cold source 42 being mounted on a pipe 38c in which flows air from from outside the vehicle. The thermoelectric pads are made of a material such that the temperature difference between its two ends generates electrical energy. This well-known effect of the state of the art is called the Seebeck effect. Thus, by means of such a thermoelectric generator, it is possible to take a part of the energy lost by the heat engine 1 in the form of heat in the cooling liquid to generate electrical energy. The electrical energy generated by the generators 18 (FIG. 3) 25 and 19 (FIG. 4a) can then be used to power the electric machine 2 when it is operating in the engine mode, the electrical accessories 8 of the hybrid vehicle, or to charge 7. In the same way as in FIG. 1, FIG. 2 shows diagrammatically the energy transfers between different elements of the propulsion system. As in the propulsion system of FIG. 1, mechanical energy is exchanged between the heat engine 1, the electric machine 2 and the drive wheels 5. These exchanges are made using the belt 3, the crankshaft 4 , the transmission 6, the half-shafts 9 and 10, the drive shaft 11 and the rollers 12 and 13. The propulsion system of Figure 2 differs from that of Figure 1 by the addition of two generators . There is therefore more electricity exchange. These are represented by continuous arrows around a central point of connection 20. Thus we see that the electric machine 2 is able to function as a generator that emits electrical energy (arrow 21) or as a consuming engine electrical energy (arrow 22). The electrical accessories 8 can only consume electrical energy (arrow 23). Thermoelectric generators can only generate electric current (arrows 24 and 25). The energy generated by the electric machine 2 and the thermoelectric generators 18 and 19 is not necessarily equal to that consumed by the electric machine 2 and the electrical accessories 8. This is the role of the electric battery 7 of ensure the storage of the surplus electrical energy produced (arrow 26) and the destocking of the missing electrical energy (arrow 27). Dotted arrows symbolize the exchanges of thermal energy. Thus arrow 28 symbolizes the transfer of thermal energy from the heat engine 1 to the Rankine 18 thermoelectric generator. In this case, the arrow 28 symbolizes a heat transfer from the exhaust duct 31 of the engine 1 to the working fluid. contained in circuit 32 of the Rankine loop. The arrow 29 symbolizes the transfer of thermal energy from the heat engine 1 to the Seebeck effect thermoelectric generator 19. In this case, the arrow 29 symbolizes a heat transfer from the hot part 38a of the cooling circuit of the heat engine to one end. thermoelectric pads 43.

30 Par ailleurs, le système de propulsion comprend un système de gestion de l'énergie embarquée 100. Le système de gestion 100 est doté des moyens matériels et logiciels pour recueillir des informations émises par des éléments du système de propulsion.Furthermore, the propulsion system comprises an on-board energy management system 100. The management system 100 is provided with hardware and software means for collecting information transmitted by elements of the propulsion system.

3022496 12 Ainsi dans cet exemple, le système de gestion 100 traite les informations suivantes : - la consommation d'énergie électrique par les accessoires électriques 8, 5 - la vitesse de rotation et le couple délivré par le moteur thermique 1, - la température des gaz d'échappement juste en amont de l'échangeur 34, - la température du liquide de refroidissement du moteur 10 thermique 1 juste en amont de l'échangeur 41, et - le niveau de charge de la batterie 7. Pour recueillir ces informations, le système de gestion pourra comprendre des moyens de mesure tels que des thermomètres, un tachymètre, un dynamomètre... qui n'ont pas été représentés sur les 15 figures car sortant du cadre de l'invention. Le système de gestion est conçu pour interpréter ces informations de manière à déterminer : - le mode de fonctionnement du véhicule, en particulier déterminer si celui-ci est en phase d'accélération, de décélération ou 20 de vitesse sensiblement constante, - la charge du moteur thermique 1, - la puissance électrique générée par les deux générateurs thermoélectriques 18 et 19, et - la puissance électrique consommée par les accessoires 25 électriques 8. Dans cet exemple, le système de gestion 100 utilise ces quatre critères pour déterminer si la machine électrique 2 doit fonctionner comme une génératrice ou comme un moteur. Dans le cas où la machine électrique 2 doit fonctionner comme un moteur, le système de 30 gestion 100 est capable de commander la puissance électrique devant être délivrée à ses bornes ainsi que le couple et la vitesse de rotation qu'elle doit délivrer. Ainsi, en référence à la figure 2, le système de gestion de l'énergie électrique est conçu pour contrôler les échanges d'énergie 3022496 13 électrique représentés schématiquement par les flèches 21, 22, 23, 24, 25, 26 et 27 autour du point de connexion 20. On a représenté sur la figure 5 un procédé de gestion des transferts d'énergie au moyen d'un système de propulsion pour 5 véhicule hybride, tel que décrit précédemment en référence aux figures 2 à 4b et comprenant un système de gestion de l'énergie embarquée 100. Le procédé de gestion des transferts d'énergie comprend une première phase 50 pour déterminer un ensemble de critères concernant 10 le fonctionnement du véhicule et une deuxième phase 51 de choix du mode de motricité du véhicule et du mode d'alimentation de la machine électrique, de la batterie et du groupe d'accessoires électriques. La première phase 50 comprend une première étape 52 au cours 15 de laquelle le système de gestion de l'énergie embarquée recueille des informations concernant le fonctionnement du véhicule. Pour rappel, le système de gestion de l'énergie embarquée recueille des signaux concernant : - la puissance électrique consommée par les accessoires 20 électriques, - la vitesse de rotation et le couple délivré par le moteur thermique, - la température des gaz d'échappement juste en amont de l'échangeur, 25 - la température du liquide de refroidissement du moteur thermique juste en amont de l'échangeur, et - le niveau de charge de la batterie. Au cours d'une seconde étape 53, le système de gestion de l'énergie embarquée traite les signaux recueillis lors de la première 30 étape 52. En traitant ces informations, le système de gestion détermine des critères pour choisir les instructions qui doivent être envoyées aux éléments du système de propulsion du véhicule. Au cours de l'étape 53, le système de gestion traite les informations recueillies lors de l'étape 52 pour déterminer : 3022496 14 - le mode de fonctionnement du véhicule, c'est à dire si celui-ci est en phase d'accélération, de décélération ou de vitesse sensiblement constante, - la charge du moteur thermique, 5 - l'énergie électrique produite par les deux générateurs thermoélectriques, et - l'énergie électrique consommée par les accessoires électriques. Une fois les critères calculés, on commence la deuxième phase 10 51 par une première étape de test 54. Au cours de cette étape, on contrôle le mode de fonctionnement du véhicule, en d'autres termes s'il fonctionne en accélération, décélération ou vitesse sensiblement constante. Si le véhicule fonctionne en accélération, on applique une étape 56 qui sera expliquée en référence à la figure 6. Si le véhicule 15 est en décélération, on applique une étape 57 qui sera expliquée en référence à la figure 7. Si le véhicule fonctionne à vitesse sensiblement constante, on applique une seconde étape de test 55, au cours de laquelle on contrôle la charge du moteur thermique. Si celle-ci est supérieure à une valeur de charge de référence, on applique une 20 étape 58 qui sera expliquée en référence à la figure 8. Dans le cas contraire, on applique une étape 59 qui sera expliquée en référence à la figure 9. Dans ce procédé, la charge de référence est prédéterminée comme la charge du moteur thermique minimale à partir de laquelle la 25 puissance électrique générée par les générateurs thermoélectriques 18 et 19 est égale à la puissance électrique consommée par les accessoires 8 à un certain instant. En effet, la puissance électrique générée par les générateurs thermoélectriques dépend de la chaleur perdue par le moteur thermique 1 et don de sa charge. Il est donc possible pour une 30 puissance électrique consommée par les accessoires donnés de déterminer la valeur de référence de charge du moteur thermique. Les figures 6 à 9 sont des représentations schématiques des échanges d'énergie ayant lieu entre différents éléments du système de propulsion des figures 2 à 4b respectivement lors de la mise en oeuvre 3022496 15 des étapes 56 à 59 du procédé de la figure 5. Dans les figures 6 à 9, on a représenté schématiquement les éléments entre lesquels ont lieu ces échanges sous la forme de blocs en leur attribuant de nouvelles références.In this example, the management system 100 processes the following information: the consumption of electrical energy by the electrical accessories 8, the speed of rotation and the torque delivered by the heat engine 1, the temperature of the exhaust gas just upstream of the heat exchanger 34, the temperature of the coolant of the heat engine 1 just upstream of the exchanger 41, and the charge level of the battery 7. To collect this information, the management system may comprise measuring means such as thermometers, a tachometer, a dynamometer, etc. which have not been shown in the figures since they are outside the scope of the invention. The management system is designed to interpret this information so as to determine: the mode of operation of the vehicle, in particular to determine whether it is in a phase of acceleration, deceleration or speed substantially constant, the load of the vehicle; thermal engine 1, the electrical power generated by the two thermoelectric generators 18 and 19, and the electric power consumed by the electrical accessories 8. In this example, the management system 100 uses these four criteria to determine whether the electric machine 2 must function as a generator or as a motor. In the case where the electric machine 2 is to function as a motor, the management system 100 is capable of controlling the electrical power to be delivered at its terminals as well as the torque and rotational speed it is to deliver. Thus, with reference to FIG. 2, the electrical energy management system is designed to control the electrical energy exchanges represented diagrammatically by the arrows 21, 22, 23, 24, 25, 26 and 27 around the connection point 20. FIG. 5 shows a method for managing energy transfers by means of a hybrid vehicle propulsion system, as previously described with reference to FIGS. 2 to 4b, and comprising a system for controlling the transfer of energy by means of a hybrid vehicle propulsion system. embedded energy management 100. The energy transfer management method includes a first phase 50 for determining a set of criteria relating to the operation of the vehicle and a second phase 51 for selecting the mode of motor traction of the vehicle and the mode power supply of the electric machine, the battery and the group of electrical accessories. The first phase 50 includes a first step 52 during which the on-board energy management system collects information regarding the operation of the vehicle. As a reminder, the on-board energy management system collects signals concerning: the electrical power consumed by the electrical accessories, the rotational speed and the torque delivered by the heat engine, the temperature of the exhaust gases just upstream of the exchanger, 25 - the temperature of the engine engine coolant just upstream of the exchanger, and - the battery charge level. In a second step 53, the on-board energy management system processes the signals collected in the first step 52. In processing this information, the management system determines criteria for choosing the instructions to be sent. to the elements of the vehicle's propulsion system. During step 53, the management system processes the information gathered in step 52 to determine: - the mode of operation of the vehicle, ie if it is in the acceleration phase , deceleration or speed substantially constant, - the load of the engine, 5 - the electrical energy produced by the two thermoelectric generators, and - the electrical energy consumed by the electrical accessories. Once the criteria have been calculated, the second phase 51 begins with a first test step 54. During this step, the operating mode of the vehicle is controlled, in other words whether it operates in acceleration, deceleration or substantially constant speed. If the vehicle is operating in acceleration, a step 56 is applied, which will be explained with reference to FIG. 6. If the vehicle 15 is decelerating, a step 57 is applied, which will be explained with reference to FIG. substantially constant speed, applies a second test step 55, during which the load of the engine is controlled. If this is greater than a reference load value, a step 58 is applied which will be explained with reference to FIG. 8. In the opposite case, a step 59 is applied which will be explained with reference to FIG. 9. In this method, the reference load is predetermined as the load of the minimum heat engine from which the electric power generated by the thermoelectric generators 18 and 19 is equal to the electrical power consumed by the accessories 8 at a certain time. Indeed, the electric power generated by the thermoelectric generators depends on the heat lost by the heat engine 1 and donate its load. It is therefore possible for an electric power consumed by the given accessories to determine the reference value of the thermal engine load. FIGS. 6 to 9 are schematic representations of the energy exchanges taking place between different elements of the propulsion system of FIGS. 2 to 4b respectively during the implementation of steps 56 to 59 of the method of FIG. FIGS. 6 to 9 schematically show the elements between which these exchanges take place in the form of blocks by giving them new references.

5 Ainsi ont été représentées sur les figures 6 à 9 les roues motrices 61, le moteur thermique 62, la machine électrique 63, l'ensemble des deux générateurs thermoélectriques 64, la batterie électrique 65 et les accessoires électriques 66. Dans les figures 6 à 9, les transferts d'énergie mécanique sont 10 représentés par une flèche épaisse provenant de l'actionneur. Les transferts d'énergie thermique sont représentés par une flèche fine provenant de la source chaude. Les transferts d'énergie électrique sont représentés par une flèche pointillée provenant de l'élément générateur ou dirigée vers l'élément consommateur.Thus, the driving wheels 61, the heat engine 62, the electric machine 63, the set of two thermoelectric generators 64, the electric battery 65 and the electrical accessories 66 have been represented in FIGS. 6 to 9. In FIGS. 9, the mechanical energy transfers are represented by a thick arrow coming from the actuator. Thermal energy transfers are represented by a fine arrow from the hot source. Electric energy transfers are represented by a dotted arrow from the generator element or directed towards the consumer element.

15 La figure 6 représente schématiquement les échanges d'énergie ayant lieu lors de l'étape 56. Pour rappel, cette étape est mise en oeuvre lorsque le véhicule est en cours d'accélération. Dans ce cas de figure, le système de gestion de l'énergie embarquée fait fonctionner la machine électrique comme un moteur d'appoint.FIG. 6 schematically represents the energy exchanges taking place during step 56. As a reminder, this step is implemented when the vehicle is being accelerated. In this case, the on-board energy management system operates the electric machine as a backup engine.

20 Il y a donc transfert d'énergie mécanique de la machine électrique 63 au moteur thermique 62 (flèche 71) et du moteur thermique 62 aux roues motrices 61 (flèche 72). La machine électrique 63 nécessite de l'énergie électrique (flèche 73), comme les accessoires électriques 66 (flèche 74). Par ailleurs, la charge du moteur thermique 25 62 étant importante, il y a un important dégagement de chaleur et donc transfert d'énergie thermique du moteur thermique 62 aux générateurs thermoélectriques 64 (flèche 75). En conséquence, les générateurs thermoélectriques 64 génèrent de l'énergie électrique (flèche 76). La machine électrique ayant besoin d'une forte puissance électrique, la 30 batterie électrique 65 déstocke de l'énergie électrique (flèche 77), en quantité suffisante pour que les flux nets de puissance électrique entre les éléments 63 à 65 soient équilibrés. Par ce schéma, le moteur thermique 62 est assisté par la machine électrique 63 à un moment où il en a besoin. Il en résulte une 3022496 16 baisse de la consommation de carburant par rapport à un véhicule doté d'un moteur thermique seul. Par ailleurs, la production de puissance électrique par les générateurs thermoélectriques 64 est importante, ce qui permet d'assister davantage le moteur thermique 62 sans faire pour 5 autant déstocker davantage la batterie 65. La consommation de carburant peut donc encore être abaissée par rapport à un véhicule hybride où la machine électrique serait alimentée par la batterie électrique seule. La figure 7 représente schématiquement les transferts d'énergie 10 ayant lieu lors de l'étape 57. On rappelle que lors de la mise en oeuvre de cette étape, le véhicule est en décélération. Dans ce cas, le système de gestion de l'énergie embarquée fait fonctionner la machine électrique selon le mode générateur afin de mettre en oeuvre un freinage régénératif.There is thus transfer of mechanical energy from the electric machine 63 to the heat engine 62 (arrow 71) and the heat engine 62 to the drive wheels 61 (arrow 72). The electric machine 63 requires electrical energy (arrow 73), as the electrical accessories 66 (arrow 74). Furthermore, since the load of the heat engine 62 is large, there is a significant amount of heat release and thus thermal energy transfer from the heat engine 62 to the thermoelectric generators 64 (arrow 75). As a result, thermoelectric generators 64 generate electrical energy (arrow 76). Since the electric machine requires a high electrical power, the electric battery 65 will release electrical energy (arrow 77) in sufficient quantity that the net power flows between the elements 63 to 65 are balanced. By this scheme, the heat engine 62 is assisted by the electric machine 63 at a time when it needs it. This results in a decrease in fuel consumption compared to a vehicle with a single engine. Furthermore, the generation of electric power by the thermoelectric generators 64 is important, which makes it possible to further assist the heat engine 62 without further destocking the battery 65. The fuel consumption can therefore be further reduced compared to a hybrid vehicle where the electric machine would be powered by the electric battery alone. FIG. 7 schematically represents the energy transfers 10 occurring during step 57. It is recalled that during the implementation of this step, the vehicle is decelerating. In this case, the on-board energy management system operates the electric machine according to the generator mode in order to implement a regenerative braking.

15 Il y a donc transfert d'énergie mécanique des roues motrices 61 à la machine électrique 63, en passant par le moteur thermique 62 (flèches 78 et 79). Le moteur thermique 62 ne travaille pas, on considère donc qu'il n'y a sensiblement pas de transfert d'énergie thermique vers les générateurs thermoélectriques 64. La machine 20 électrique 63 génère une forte quantité d'énergie électrique (flèche 80). Une petite partie de celle-ci est distribuée aux accessoires électriques 66 (flèche 81), le reste étant envoyé à la batterie 65 pour être stocké (flèche 82). La figure 8 représente schématiquement les transferts d'énergie 25 ayant lieu lors de l'étape 58, c'est-à-dire lorsque le véhicule fonctionne à vitesse sensiblement constante et que la charge du moteur est supérieure à la charge de référence. Pour rappel, la charge de référence est la valeur de charge moteur minimale à partir de laquelle la puissance électrique générée par les générateurs thermoélectriques 30 est égale à la puissance électrique consommée par les accessoires électriques. Dans ce cas, le système de gestion de l'énergie embarquée fait fonctionner la machine électrique 63 selon le mode moteur pour fournir au moteur thermique 62 une aide à la traction.There is thus transfer of mechanical energy from the driving wheels 61 to the electric machine 63, via the heat engine 62 (arrows 78 and 79). The heat engine 62 does not work, so it is considered that there is substantially no transfer of thermal energy to the thermoelectric generators 64. The electrical machine 63 generates a large amount of electrical energy (arrow 80). A small portion of it is distributed to the electrical accessories 66 (arrow 81), the remainder being sent to the battery 65 to be stored (arrow 82). Figure 8 shows schematically the energy transfers taking place in step 58, i.e. when the vehicle is operating at substantially constant speed and the engine load is greater than the reference load. As a reminder, the reference load is the minimum engine load value from which the electrical power generated by the thermoelectric generators 30 is equal to the electrical power consumed by the electrical accessories. In this case, the on-board energy management system operates the electric machine 63 according to the engine mode to provide the engine 62 with a traction aid.

3022496 17 Il en résulte un transfert d'énergie mécanique de la machine électrique 63 au moteur thermique 62 (flèche 83) et du moteur thermique 62 aux roues motrices 61 (flèche 84). Le moteur thermique 62 dégage de l'énergie thermique communiquée aux générateurs 5 thermoélectriques 64 (flèche 85). En raison de la charge moteur importante, les générateurs thermoélectriques 64 génèrent une quantité d'énergie électrique (flèche 86) supérieure ou égale à l'énergie électrique consommée par les accessoires 66 (flèche 87). La batterie 65 ne délivre donc pas d'énergie électrique et l'éventuel surplus 10 d'énergie électrique provenant des générateurs thermoélectriques 64 est envoyé à la machine électrique 63 (flèche 88). On voit donc qu'un tel procédé permet de faire fonctionner la machine électrique en mode moteur alors que dan un véhicule hybride traditionnel, celle-ci aurait fonctionné comme un alternateur.This results in a transfer of mechanical energy from the electric machine 63 to the heat engine 62 (arrow 83) and the heat engine 62 to the drive wheels 61 (arrow 84). The heat engine 62 emits thermal energy imparted to the thermoelectric generators 64 (arrow 85). Because of the high motor load, the thermoelectric generators 64 generate a quantity of electrical energy (arrow 86) greater than or equal to the electrical energy consumed by the accessories 66 (arrow 87). The battery 65 therefore does not deliver electrical energy and any excess electrical energy from the thermoelectric generators 64 is sent to the electrical machine 63 (arrow 88). It can therefore be seen that such a method makes it possible to operate the electric machine in engine mode whereas in a traditional hybrid vehicle, it would have functioned as an alternator.

15 Finalement, la machine électrique peut plus souvent assister le moteur thermique, ce qui permet de diminuer la consommation et les émissions de polluants. Enfin, on a représenté schématiquement sur la figure 9 les transferts d'énergie ayant lieu lors de l'étape 59, c'est-à-dire lorsque 20 le véhicule fonctionne à vitesse sensiblement constante et que la charge du moteur est inférieure à la valeur de référence spécifiée précédemment. Dans ce cas, la machine électrique 63 fonctionne selon le mode générateur pour jouer le rôle d'un alternateur classique. On a donc un transfert d'énergie mécanique du moteur 25 thermique 62 aux roues motrices 61 (flèche 89). Dans le sens opposé, il y a transfert d'énergie mécanique du moteur thermique 62 à la machine électrique 63 (flèche 90). Le moteur thermique 62 dégage toujours de l'énergie thermique communiquée aux générateurs thermoélectriques 64 (flèche 91), mais en quantité plus faible que lors 30 de la mise en oeuvre de l'étape 58. Les générateurs thermoélectriques 64 génèrent donc toujours une quantité d'énergie électrique (flèche 92) mais qui est inférieure à l'énergie électrique consommée par les accessoires 66 (flèche 93). La machine électrique 63 est forcée à fonctionner en mode générateur de telle sorte qu'elle fournisse (flèche 3022496 18 94) la quantité d'énergie électrique manquante pour alimenter les accessoires électriques 66. Le système de gestion de l'énergie embarquée est en outre en mesure de contrôler le point de fonctionnement de la génératrice 63 de manière à ce que les flux nets 5 de puissance électrique entre les éléments 63 à 65 soient équilibrés. De cette manière, la batterie électrique 65 n'est pas sollicitée. Ainsi un tel procédé appliqué à un système de propulsion tel que celui de la figure 2 permet d'améliorer le rendement global du véhicule, par rapport aux véhicules connus de l'état de la technique 10 présentés en partie introductive. En particulier, l'énergie perdue par le moteur thermique sous la forme de chaleur est récupérée et réutilisée plus efficacement qu'avec un véhicule tel que décrit dans le document FR 09-50230. En effet, dans un tel véhicule, la consommation d'énergie électrique par les accessoires est d'un autre ordre de 15 grandeur par rapport à la production d'électricité par le générateur thermoélectrique, ce qui implique d'importants gaspillages d'énergie. En outre, un tel procédé appliqué à un système de propulsion permet, chaque fois que cela est possible, d'utiliser immédiatement la puissance électrique produite par les générateurs thermoélectriques.Finally, the electric machine can more often assist the heat engine, which makes it possible to reduce the consumption and the emissions of pollutants. Finally, FIG. 9 diagrammatically shows the energy transfers occurring during step 59, that is to say when the vehicle is operating at a substantially constant speed and that the engine load is less than reference value specified previously. In this case, the electric machine 63 operates according to the generator mode to act as a conventional alternator. There is therefore a transfer of mechanical energy from the heat engine 62 to the drive wheels 61 (arrow 89). In the opposite direction, there is transfer of mechanical energy from the heat engine 62 to the electric machine 63 (arrow 90). The heat engine 62 still releases thermal energy communicated to the thermoelectric generators 64 (arrow 91), but in a smaller quantity than when the step 58 is carried out. The thermoelectric generators 64 therefore always generate a quantity of thermal energy. electrical energy (arrow 92) but which is less than the electrical energy consumed by the accessories 66 (arrow 93). The electrical machine 63 is forced to operate in generator mode so that it supplies (arrow 3022496 18 94) the amount of electrical energy missing to supply the electrical accessories 66. The on-board energy management system is also able to control the operating point of the generator 63 so that the net fluxes of electrical power between the elements 63 to 65 are balanced. In this way, the electric battery 65 is not solicited. Thus, such a method applied to a propulsion system such as that of FIG. 2 makes it possible to improve the overall efficiency of the vehicle, compared to vehicles known from the state of the art presented in the introductory part. In particular, the energy lost by the heat engine in the form of heat is recovered and reused more efficiently than with a vehicle as described in document FR 09-50230. Indeed, in such a vehicle, the consumption of electrical energy by the accessories is of another order of magnitude compared to the production of electricity by the thermoelectric generator, which involves significant energy wastage. In addition, such a method applied to a propulsion system makes it possible, whenever possible, to immediately use the electrical power produced by the thermoelectric generators.

20 Cela permet de réduire au strict minimum les stockages ou déstockages de la puissance électrique produite par les générateurs thermoélectriques dans la batterie, et donc d'éviter les pertes inhérentes au stockage ou au déstockage. Un tel procédé permet également d'éviter la saturation en charge de la batterie, ce qui aurait 25 pour conséquence l'arrêt des générateurs thermoélectriques et le gaspillage de l'énergie thermique disponible. Bien que l'exemple décrit dans ce document soit dérivé d'un système de propulsion « mil hybrid », on peut tout à fait sans sortir du cadre de l'invention envisager un mode de réalisation à partir d'un 30 système de propulsion « full hybrid ». Dans ce type de véhicule la machine électrique peut directement se connecter à la transmission (par exemple à travers un train épicycloïdal) et le moteur thermique et la machine électrique peuvent tous les deux participer à la traction. Dans ce cas de figure, la puissance générée par le générateur 3022496 19 thermoélectrique est soit stockée dans la batterie de traction soit consommée directement par la machine électrique permettant ainsi de réduire la puissance mécanique produite par le moteur thermique. Toutefois, en fonctionnement zéro émission du véhicule full hybrid 5 c'est-à-dire lorsque l'effort de traction est fourni uniquement par le moteur électrique, le générateur thermoélectrique n'est pas opérationnel étant donné que le moteur thermique est coupé. Par rapport à un véhicule selon la technologie « mild hybrid », le procédé qui vient d'être décrit et le système de propulsion associé 10 permettent d'utiliser plus souvent la machine électrique comme un moteur d'appoint, et moins souvent comme une génératrice. On prélève par conséquent moins de couple sur le vilebrequin du moteur thermique. L'avantage se ressent notamment lors de fortes accélérations ou 15 à une vitesse stabilisée pour des vitesses importantes, car les générateurs thermoélectriques fournissent davantage d'énergie électrique, à un moment ou le moteur thermique a particulièrement besoin d'un moteur électrique d'appoint. De cette façon, on peut diminuer de manière globale la 20 consommation de carburant du véhicule et les émissions de polluants. Un tel dispositif pourrait de plus permettre une certaine réduction de la cylindrée du moteur thermique (« downsizing ») étant donné que l'adjonction du générateur thermoélectrique à la machine électrique permet d'alimenter celle-ci en continu, notamment quand le 25 moteur thermique fournit sa puissance maximale. La puissance maximale du moteur thermique peut donc être réduite dans la proportion de la puissance apportée par la machine électrique en mode moteur. La réduction de cylindré est une source supplémentaire de réduction du coût du moteur thermique et de réduction de sa 30 consommation. De même, la batterie étant moins sollicitée durant les accélérations, aussi bien en puissance qu'en énergie, grâce à la puissance électrique produite par le générateur thermoélectrique, sa capacité et donc son coût peuvent être réduits.This makes it possible to minimize the storage or retrieval of the electrical power produced by the thermoelectric generators in the battery, and thus to avoid the losses inherent in storage or destocking. Such a method also makes it possible to avoid charge saturation of the battery, which would result in stopping the thermoelectric generators and wasting the available thermal energy. Although the example described in this document is derived from a "mil hybrid" propulsion system, it is quite within the scope of the invention to envisage an embodiment from a propulsion system. full hybrid ". In this type of vehicle the electric machine can directly connect to the transmission (for example through an epicyclic train) and the engine and the electric machine can both participate in the traction. In this case, the power generated by the thermoelectric generator 3022496 19 is either stored in the traction battery or consumed directly by the electric machine thereby reducing the mechanical power produced by the engine. However, in zero-emission operation of the full hybrid vehicle 5 that is to say when the traction force is provided solely by the electric motor, the thermoelectric generator is not operational because the engine is cut. Compared to a vehicle according to the "mild hybrid" technology, the method just described and the associated propulsion system 10 make it possible to use the electric machine more often as a booster engine, and less often as a generator. . As a result, there is less torque on the crankshaft of the engine. The advantage can be seen particularly during strong acceleration or at a steady speed for high speeds, since the thermoelectric generators provide more electrical energy, at a time when the heat engine particularly needs a backup electric motor. . In this way, the overall vehicle fuel consumption and pollutant emissions can be reduced overall. Such a device could moreover allow a certain reduction of the displacement of the engine ("downsizing") since the addition of the thermoelectric generator to the electric machine makes it possible to feed it continuously, in particular when the heat engine provides its maximum power. The maximum power of the engine can therefore be reduced in the proportion of the power supplied by the electric machine in engine mode. The reduction in displacement is an additional source of reducing the cost of the engine and reducing its consumption. Similarly, the battery being less stressed during accelerations, both in power and energy, thanks to the electrical power produced by the thermoelectric generator, its capacity and therefore its cost can be reduced.

Claims (10)

REVENDICATIONS1. Système de propulsion pour véhicule automobile hybride, comprenant un moteur thermique (1) capable d'entrainer en rotation un vilebrequin (4), une machine électrique (2) destinée à être liée en rotation aux roues (5) du véhicule et capable de fonctionner selon un mode moteur et un mode générateur, une batterie (7) destinée à fournir de l'énergie électrique à la machine électrique (2) et à stocker l'énergie électrique provenant de la machine électrique (2) et un système de gestion de l'énergie embarquée (100), caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un générateur thermoélectrique (18, 19) destiné à être disposé en relation d'échange thermique avec au moins une source chaude (31, 38a) et apte à fournir de l'énergie électrique à la batterie (7) et à la machine électrique (2).REVENDICATIONS1. Propulsion system for a hybrid motor vehicle, comprising a heat engine (1) capable of rotating a crankshaft (4), an electric machine (2) intended to be rotatably connected to the wheels (5) of the vehicle and capable of operating according to a motor mode and a generator mode, a battery (7) for supplying electric power to the electric machine (2) and storing electrical energy from the electric machine (2) and a power management system (2). embedded energy (100), characterized in that it further comprises at least one thermoelectric generator (18, 19) intended to be disposed in heat exchange relation with at least one hot source (31, 38a) and suitable supplying electrical power to the battery (7) and the electric machine (2). 2. Système de propulsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de gestion de l'énergie embarquée (100) comprend des moyens pour mesurer au moins un paramètre choisi parmi le mode de fonctionnement du véhicule, la charge du moteur thermique, l'énergie consommée par les accessoires électriques du véhicule hybride (8) et l'énergie produite par ledit générateur thermoélectrique (18, 19) et des moyens pour commander le mode de fonctionnement de la machine électrique (2) et le mode d'alimentation électrique de la batterie (7), de la machine électrique (2) et des accessoires électriques du véhicule hybrides (8).2. Propulsion system according to claim 1, characterized in that the on-board energy management system (100) comprises means for measuring at least one parameter chosen from the operating mode of the vehicle, the load of the heat engine, the energy consumed by the electric accessories of the hybrid vehicle (8) and the energy produced by said thermoelectric generator (18, 19) and means for controlling the operating mode of the electric machine (2) and the power mode electric battery (7), electric machine (2) and hybrid vehicle electrical accessories (8). 3. Système de propulsion selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la machine électrique (2) est directement connectée à la chaine de transmission (6).3. propulsion system according to one of claims 1 and 2, characterized in that the electric machine (2) is directly connected to the chain of transmission (6). 4. Système de propulsion selon l'une revendication 1 et 2, caractérisé en ce que la machine électrique est reliée par une courroie (3) au vilebrequin (4).4. Propulsion system according to claim 1, characterized in that the electric machine is connected by a belt (3) to the crankshaft (4). 5. Système de propulsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit générateur thermoélectrique (18) comprend un circuit (32) avec une boucle de Rankine doté d'une pompe (33) capable de faire circuler un fluide de 3022496 21 travail, un évaporateur (34) disposé au niveau de ladite source chaude (31), une machine de détente (35) et un condenseur (37) au niveau de ladite au moins une source froide.5. propulsion system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said thermoelectric generator (18) comprises a circuit (32) with a Rankine loop with a pump (33) capable of circulating a a working fluid, an evaporator (34) disposed at said hot source (31), an expansion machine (35) and a condenser (37) at said at least one cold source. 6. Système de propulsion selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit générateur thermoélectrique (19) comprend un dispositif à effet Seebeck comprenant un matériau thermoélectrique (43) disposé entre ladite source chaude (38a) et une source froide (38b).A propulsion system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said thermoelectric generator (19) comprises a Seebeck effect device comprising a thermoelectric material (43) disposed between said hot source (38a) and a cold source (38b). 7. Système de propulsion selon l'une quelconque des 10 revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite source chaude (38a) comprend le liquide de refroidissement du moteur thermique (1) du véhicule.7. propulsion system according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said hot source (38a) comprises the coolant of the heat engine (1) of the vehicle. 8. Système de propulsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite source chaude (31) 15 comprend le flux de gaz d'échappement du moteur thermique (1) du véhicule.8. propulsion system according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said hot source (31) 15 comprises the flow of exhaust gas from the engine (1) of the vehicle. 9. Procédé de gestion des transferts d'énergie pour système de propulsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant une première phase (50) pour déterminer un ensemble de 20 critères concernant le fonctionnement du véhicule et une deuxième phase (51) de choix du mode de motricité du véhicule et du mode d'alimentation de la machine électrique, de la batterie et des accessoires électriques du véhicules hybrides.The propulsion system energy transfer management method according to any one of claims 1 to 8, comprising a first phase (50) for determining a set of criteria relating to the operation of the vehicle and a second phase (51). and) the choice of the vehicle power mode and the power mode of the electric machine, the battery and the electrical accessories of the hybrid vehicles. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que 25 l'ensemble des critères concernant le fonctionnement du véhicule comprend l'énergie délivrée par le générateur thermoélectrique et l'énergie consommée par le groupe d'accessoires électriques.10. Method according to claim 9, characterized in that all the criteria relating to the operation of the vehicle comprises the energy delivered by the thermoelectric generator and the energy consumed by the group of electrical accessories.
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