FR3022497A1 - Dispositif de gestion thermique de vehicule automobile et procede de pilotage correspondant - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de gestion thermique (1) de véhicule automobile comportant un circuit de circulation (A) de fluide caloporteur de gestion thermique des organes moteurs du véhicule automobile comportant une première boucle de gestion thermique (10) des organes de puissance électrique, et un dispositif de chauffage (30) du fluide caloporteur, la boucle de gestion thermique (10) des organes de puissance électrique comportant : - un premier échangeur thermique (101), - un premier radiateur (103), - un deuxième radiateur (105) placé au sein d'un circuit (50) d'alimentation en air de l'habitacle, - une pompe (107), - un premier raccordement (109), et - quatre vannes d'arrêt (111, 122, 133, 144).

Description

Dispositif de gestion thermique de véhicule automobile et procédé de pilotage correspondant.

L'invention se rapporte au domaine des véhicules automobiles et plus particulièrement aux installations de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation d'un véhicule automobile électrique ou hybride. L'invention a plus particulièrement pour objet un dispositif de gestion thermique de véhicules automobiles ainsi que son procédé de pilotage.

Afin de chauffer un flux d'air arrivant dans l'habitacle du véhicule, il est connu d'utiliser une boucle de gestion thermique des organes moteurs permettant de récupérer de l'énergie calorifique au niveau de ces organes moteurs et de la redistribuer à l'air arrivant à l'habitacle du véhicule. Dans un véhicule hybride, ces organes moteurs sont principalement composés du moteur thermique, et d'organes de puissance électrique tels que le ou les moteurs électriques et les batteries électriques. Dans un véhicule électrique, seuls les organes de puissance électrique sont présents. Il est également connu d'utiliser un dispositif de chauffage d'un fluide caloporteur de la boucle de gestion thermique afin d'améliorer la réactivité du chauffage du flux d'air arrivant à l'habitacle notamment lors des démarrages lorsque les organes moteurs ne sont pas suffisamment chaud pour permettre un chauffage optimal dudit flux d'air. Néanmoins, un dispositif de gestion thermique complet est complexe à concevoir et à installer et nécessite un grand nombre de composants coûteux tels que des vannes quatre voies afin de passer d'un mode de chauffage à un autre et de nombreuses pompes pour chacun des circuits. Un des buts de l'invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un dispositif de gestion thermique amélioré et moins coûteux. La présente invention concerne donc un dispositif de gestion thermique 30 de véhicule automobile comportant un circuit de circulation de fluide caloporteur de gestion thermique des organes moteurs du véhicule automobile comportant une première boucle de gestion thermique des organes de puissance électrique, et un dispositif de chauffage du fluide caloporteur, la première boucle de gestion thermique des organes de puissance électrique comportant : - un premier échangeur thermique disposé, d'une part, au niveau des organes de puissance électrique et, d'autre part, en parallèle dudit dispositif de chauffage, - un premier radiateur placé au contact de l'air extérieur, - un deuxième radiateur disposé, d'une part, dans un circuit d'alimentation en air de l'habitacle, et, d'autre part, en parallèle du premier radiateur, - une pompe de circulation du fluide caloporteur dont la sortie est connectée aux entrées respectives du premier échangeur et du dispositif de chauffage et, dont l'entrée est connectée aux sorties des premier et deuxième radiateurs, - une pluralité de moyens aptes à autoriser ou à interdire la circulation du fluide caloporteur dans le premier échangeur thermique, le premier radiateur, le deuxième radiateur et/ou le dispositif de chauffage. Cette architecture du dispositif de gestion thermique, notamment au 20 niveau de la première boucle de gestion thermique des organes de puissance électrique, permet de limiter l'utilisation de composants coûteux comme des pompes et des vannes quatre-voies et donc limite les coûts de production dudit dispositif de gestion thermique. Selon un aspect de l'invention, la pluralité de moyens aptes à autoriser ou 25 à interdire la circulation du fluide caloporteur est : - une première vanne d'arrêt commandant la circulation du fluide caloporteur dans le premier échangeur thermique, - une deuxième vanne d'arrêt commandant la circulation du fluide caloporteur dans le condenseur, 30 - une troisième vanne d'arrêt commandant la circulation du fluide caloporteur dans le premier radiateur, et - une quatrième vanne d'arrêt commandant la circulation du fluide caloporteur dans le deuxième radiateur. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de gestion thermique comporte, dans le circuit d'alimentation en air de l'habitacle, un élément de 5 chauffage additionnel. Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de circulation de fluide caloporteur comporte en outre une deuxième boucle de gestion thermique d'un moteur thermique, ladite boucle comportant : - un deuxième échangeur thermique au niveau du moteur 10 thermique, - un radiateur haute-température placé au contact de l'air extérieur, - une pompe additionnelle de circulation du fluide caloporteur, la sortie de la pompe additionnelle étant connectée à l'entrée du deuxième échangeur thermique et l'entrée de ladite pompe additionnelle étant connectée à 15 la fois à la sortie du radiateur haute-température et à un deuxième raccordement avec la première boucle de gestion thermique, ledit deuxième raccordement étant placé en aval du deuxième radiateur, la sortie du deuxième échangeur thermique étant connectée à l'entrée du radiateur haute-température et également à un troisième raccordement avec la 20 première boucle de gestion thermique, ledit troisième raccordement étant placé en amont du deuxième radiateur, une cinquième vanne d'arrêt commandant l'arrivée du fluide caloporteur vers le troisième raccordement depuis le deuxième échangeur thermique. Selon un autre aspect de l'invention, la deuxième boucle de gestion 25 thermique comporte une branche de contournement du radiateur haute-température. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de chauffage du fluide caloporteur est un dispositif de chauffage électrique. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de chauffage du fluide 30 caloporteur est un condenseur à double circulation relié à un circuit de climatisation et au circuit de circulation de fluide caloporteur.

La présente invention concerne également un procédé de pilotage du dispositif de gestion thermique tel que décrit ci-dessus et comprenant les étapes suivantes : - mise en mouvement le fluide caloporteur, - redirection du fluide caloporteur vers le condenseur et/ou le premier échangeur thermique, - redirection du fluide caloporteur vers le premier et/ou le deuxième radiateur. Selon un aspect du procédé selon l'invention, ledit dispositif de gestion 10 thermique est piloté dans un mode dit de gestion thermique indépendante des organes moteurs dans lequel : - les première et troisième vannes d'arrêt sont ouvertes, - les deuxième et quatrième vannes d'arrêt sont fermées. Selon un autre aspect du procédé selon l'invention, en mode dit de 15 gestion thermique indépendante des organes moteurs, la cinquième vanne d'arrêt est fermée. Selon un aspect du procédé selon l'invention, ledit dispositif de gestion thermique est piloté dans un premier mode dit de chauffage d'un flux d'air traversant le circuit d'alimentation en air de l'habitacle dans lequel : 20 - les première et troisième vannes d'arrêt sont fermées, - les deuxième et quatrième vannes d'arrêt sont ouvertes. Selon un aspect du procédé selon l'invention, ledit dispositif de gestion thermique est piloté dans un deuxième mode dit de chauffage d'un flux d'air traversant le circuit d'alimentation en air de l'habitacle dans lequel : 25 - les première et deuxième vannes d'arrêt sont ouvertes, - les troisième et quatrième vannes d'arrêt sont fermées. Selon un aspect du procédé selon l'invention, ledit dispositif de gestion thermique est piloté dans un troisième mode dit de chauffage d'un flux d'air traversant le circuit d'alimentation en air de l'habitacle dans lequel : 30 - les première et quatrième vannes d'arrêt sont ouvertes, - les deuxième et troisième vannes d'arrêt sont fermées.

Selon un aspect du procédé selon l'invention, ledit dispositif de gestion thermique est piloté dans un quatrième mode dit de chauffage d'un flux d'air traversant le circuit d'alimentation en air de l'habitacle dans lequel : - les première, troisième et quatrième vannes d'arrêt sont ouvertes, - la deuxième vanne d'arrêt est fermée. Selon un autre aspect du procédé selon l'invention, dans les modes de chauffage la cinquième vanne d'arrêt est fermée. Selon un autre aspect du procédé selon l'invention, dans les modes de chauffage la cinquième vanne d'arrêt est ouverte.

Selon un aspect du procédé selon l'invention, ledit dispositif de gestion thermique est piloté dans un premier mode dit de pompe à chaleur indirecte dans lequel : - les première et quatrième vannes d'arrêt sont fermées, - les deuxième et troisième vannes d'arrêt sont ouvertes.

Selon un aspect du procédé selon l'invention, ledit dispositif de gestion thermique est piloté dans un deuxième mode dit de pompe à chaleur indirecte dans lequel : - les première, deuxième et troisième vannes d'arrêt sont ouvertes, - la quatrième vanne d'arrêt est fermée.

Selon un autre aspect du procédé selon l'invention, dans les modes de pompe à chaleur, la cinquième vanne d'arrêt est fermée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique générale d'un dispositif de gestion thermique, - la figure 2 montre une représentation schématique d'un dispositif de gestion thermique de la figure 1 selon un mode de fonctionnement de gestion thermique indépendante des organes moteurs, - les figures 3A et 3B montrent des représentations schématiques d'un dispositif de gestion thermique de la figure 1 du moteur thermique selon deux modes de réalisation, - la figure 4 montre une représentation schématique d'un dispositif de gestion thermique de la figure 1 selon un premier mode de fonctionnement de chauffage, - la figure 5 montre une représentation schématique d'un dispositif de gestion thermique de la figure 1 selon un deuxième mode de fonctionnement de chauffage, - la figure 6 montre une représentation schématique d'un dispositif de gestion thermique de la figure 1 selon un troisième mode de fonctionnement de chauffage, - la figure 7 montre une représentation schématique d'un dispositif de gestion thermique de la figure 1 selon un quatrième mode de fonctionnement de chauffage, - la figure 8 montre une représentation schématique d'un dispositif de gestion thermique de la figure 1 selon un premier mode de fonctionnement de pompe à chaleur, - la figure 9 montre une représentation schématique d'un dispositif de gestion thermique de la figure 1 selon un deuxième mode de fonctionnement de pompe à chaleur. Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. Dans la présente description, on entend par « placé en amont » qu'un 25 élément est placé avant un autre par rapport au sens de circulation du fluide caloporteur. A contrario, on entend par « placé en aval » qu'un élément est placé après un autre par rapport au sens de circulation du fluide caloporteur.

La figure 1 montre une représentation générale schématique d'un dispositif de gestion thermique 1 de véhicule automobile, plus particulièrement d'un véhicule hybride ou électrique. Le dispositif de gestion thermique 1 comporte un circuit de circulation A 5 de fluide caloporteur de gestion thermique des organes moteurs du véhicule automobile et un dispositif de chauffage 3o du fluide caloporteur du circuit de circulation A. Le dispositif de chauffage 3o peut par exemple être un dispositif de chauffage électrique tel qu'une résistance électrique. 10 Le dispositif de chauffage 3o peut également être un condenseur à double circulation, faisant partie à la fois du circuit de circulation A et d'un circuit de climatisation B. Le condenseur 3o permet des échanges d'énergie calorifique entre ces deux circuits. Dans le condenseur 3o circulent à la fois un fluide réfrigérant du circuit de climatisation B et le fluide caloporteur du circuit de 15 circulation A. Sur la figure 1, le circuit de climatisation B n'est représenté que par sa connexion avec le condenseur 3o. Un tel circuit de climatisation B est connu de l'homme du métier et peut notamment comporter un compresseur, un premier échangeur thermique en contact avec le flux d'air arrivant dans l'habitacle du 20 véhicule, un deuxième échangeur thermique en contact avec l'air extérieur, un échangeur de sous-refroidissement et des détendeurs comme cela est montré dans la demande FR1356714. Le circuit de circulation A comporte une première boucle de gestion thermique 10 des organes de puissance électrique. Ces organes de puissance 25 électrique peuvent être notamment le ou les moteurs électriques ainsi que les batteries électriques. Cette boucle de gestion thermique 10 des organes de puissance électrique comporte : - un premier échangeur thermique 101 disposé, d'une part, au 30 niveau des organes de puissance électrique et, d'autre part, en parallèle dudit dispositif de chauffage 3o, - un premier radiateur 103 placé au contact de l'air extérieur, - un deuxième radiateur 105 disposé, d'une part, dans un circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle, et, d'autre part, en parallèle du premier radiateur 103, une pompe 1o7 apte à faire circuler le fluide caloporteur dans le circuit de circulation A, et - une pluralité de moyens aptes à autoriser ou à interdire la circulation du fluide caloporteur dans le premier échangeur thermique loi, le premier radiateur 103, le deuxième radiateur 105 et/ou le dispositif de chauffage 3o.

La sortie de la pompe io7 est connectée aux entrées du premier échangeur thermique 101 et du dispositif de chauffage 3o au moyen d'un premier point de raccordement 115, alors que l'entrée de la pompe io7 est quant à elle connectée aux sorties des premier 103 et deuxième 105 radiateurs au moyen d'un deuxième point de raccordement 113.

Par « disposé en parallèle », on entend que les entrées des deux éléments sont connectées à un même point, tel qu'un premier point, et que les sorties des deux éléments sont également connectées à un même point, tel qu'un deuxième point (on notera que les premier et deuxième points sont des points distincts). Les sorties du premier échangeur thermique 101 et du dispositif de chauffage 3o sont connectées à un premier raccordement 109. Une première vanne d'arrêt in commande la circulation du fluide caloporteur dans le premier échangeur thermique 101 et une deuxième vanne d'arrêt 122 commande la circulation du fluide caloporteur dans le dispositif de chauffage 3o. La première vanne d'arrêt 111 peut être placée entre le premier raccordement 109 et le premier échangeur thermique loi comme illustré sur la figure 1 ou alors entre le premier point de raccordement 115 et le premier échangeur thermique loi comme illustré sur les figures 4 et 8. La fonction de cette vanne lorsqu'elle est fermée, est d'empêcher le fluide caloporteur de circuler au travers du premier échangeur thermique 101 et qu'il atteigne le premier raccordement 109.

La deuxième vanne d'arrêt 122 peut être placée entre le premier raccordement 109 et le dispositif de chauffage 3o comme illustré sur la figure 1 ou alors entre le premier point de raccordement 115 et le dispositif de chauffage 3o comme illustré sur les figures 2, 6 et 7. La fonction de cette vanne lorsqu'elle est fermée, est d'empêcher le fluide caloporteur de circuler au travers du premier échangeur thermique 101 et qu'il atteigne le premier raccordement 109. Les entrées des premier 103 et deuxième 105 radiateurs sont également connectées au premier raccordement 109. Une troisième vanne d'arrêt 133 commande la circulation du fluide caloporteur dans le premier radiateur 103 et une quatrième vanne d'arrêt 144 commande la circulation du fluide caloporteur dans le deuxième radiateur 105. La troisième vanne d'arrêt 133 peut ainsi être placée entre l'entrée de fluide caloporteur du premier radiateur 103 et le premier raccordement 109. La 15 quatrième vanne d'arrêt 144 peut quant à elle être placée entre l'entrée de fluide caloporteur du deuxième radiateur 105 et le premier raccordement 109 Cette architecture du dispositif de gestion thermique 1, notamment au niveau de la première boucle de gestion thermique 10 des organes de puissance électrique, permet de limiter l'utilisation de composants coûteux comme des 20 pompes et des vannes quatre-voies et donc limite les coûts de production dudit dispositif de gestion thermique 1. Le dispositif de gestion thermique 1 peut en outre comporter un élément de chauffage additionnel 4o, par exemple un radiateur électrique, placé dans le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle afin d'aider au chauffage de ce 25 dernier. Le circuit de circulation A de fluide caloporteur peut comporter en outre une deuxième boucle de gestion thermique 20 d'un moteur thermique. Ladite deuxième boucle de gestion thermique 20 comporte notamment : - un deuxième échangeur thermique 201 au niveau du moteur 30 thermique, - un radiateur haute-température 203 placé au contact de l'air extérieur, par haute-température on entend que ce radiateur est capable de supporter et de dissiper des hautes températures de fluide caloporteur en provenance du moteur thermique, et - une pompe additionnelle 207 de circulation du fluide caloporteur. La sortie de la pompe additionnelle 207 est connectée à l'entrée du deuxième échangeur thermique 201 et l'entrée de ladite pompe additionnelle 207 est connectée à la fois à la sortie du radiateur haute-température 203 et à un deuxième raccordement 211 au moyen d'un troisième point de raccordement 213. Le deuxième raccordement 211 permet une connexion entre la première boucle de gestion thermique 10 et la deuxième boucle de gestion thermique 20. Ledit deuxième raccordement 211 est placé en aval du deuxième radiateur 105, et permet l'entrée de fluide caloporteur depuis la première boucle de gestion thermique 10 vers la deuxième boucle de gestion thermique 20. La sortie du deuxième échangeur thermique 201 est connectée à l'entrée du radiateur haute-température 203 et également à un troisième raccordement 209 au moyen d'un quatrième point de raccordement 215. Le troisième raccordement 209 permet une deuxième connexion entre la première boucle de gestion thermique 10 et la deuxième boucle de gestion thermique 20. Ledit troisième raccordement 209 est placé en amont du deuxième radiateur 105 et permet la sortie du fluide caloporteur depuis la deuxième boucle de gestion thermique 20 vers la première boucle de gestion thermique 10. Une cinquième vanne d'arrêt 255 commande l'arrivée du fluide caloporteur vers le troisième raccordement 209 depuis le deuxième échangeur thermique 201. La deuxième boucle de gestion thermique 20 peut également comporter une branche de contournement 6o du radiateur haute-température 203. Un thermostat 6oi est alors placé entre le quatrième point de raccordement 215 et l'entrée du radiateur haute-température 203. Ledit thermostat 6oi commande selon la température du moteur thermique le passage du fluide caloporteur soit au sein du radiateur haute-température 203 ou alors au sein de la branche de contournement 6o connecté à l'entrée de la pompe additionnelle 207 au moyen d'un cinquième point de raccordement 602. Lorsque le fluide caloporteur passe dans le radiateur haute-température 203 cela permet de dissiper de l'énergie calorifique et ainsi de refroidir ledit moteur thermique comme cela est illustré sur la figure 3A. Lorsque le fluide caloporteur contourne le radiateur haute-température 203, comme illustré sur la figure 3B, le moteur thermique n'est pas refroidi et il monte en température, cela est avantageux lors des démarrages afin d'atteindre 10 la température de fonctionnement optimale du moteur thermique. Le passage de l'un à l'autre permet ainsi une gestion précise de la température du moteur thermique. La présente invention concerne également un procédé de pilotage du dispositif de gestion thermique 1 tel que décrit ci-dessus et comprenant les 15 étapes suivantes : - une étape de mise mouvement du fluide caloporteur, - une étape consistant à rediriger le fluide caloporteur vers le dispositif de chauffage 3o et/ou le premier échangeur thermique loi, - une étape consistant à rediriger le fluide caloporteur vers le premier 103 20 et/ou le deuxième radiateur 105. Le procédé de pilotage permet un fonctionnement du dispositif de gestion thermique 1 selon différents modes où la circulation du fluide caloporteur est orientée par l'ouverture ou la fermeture des différentes vannes d'arrêts. 25 I) Mode de gestion thermique indépendante des organes moteurs : Dans ce mode illustré à la figure 2 : - les première 111 et troisième 133 vannes d'arrêt sont ouvertes, 30 - les deuxième 122 et quatrième 144 vannes d'arrêt sont fermées. 3 02 2 4 9 7 12 Le fluide caloporteur est entrainé par la pompe 107 et passe dans le premier échangeur thermique 101 du fait que la première vanne d'arrêt 111 est ouverte et que deuxième vanne d'arrêt 122 est fermée. Le fluide caloporteur se charge en énergie calorifique au niveau du premier échangeur thermique 101 ce 5 qui permet de refroidir les organes moteurs et plus particulièrement les organes de puissance électrique. Le fluide caloporteur est ensuite dirigé vers le premier radiateur 103 du fait que la troisième vanne d'arrêt 133 est ouverte, et que la quatrième vanne d'arrêt 144 est fermée. Le fluide caloporteur se décharge alors en énergie calorifique au niveau du premier radiateur 103 au contact de l'air extérieur et retourne ensuite vers la pompe 107. Dans le cas où le circuit de circulation A de fluide caloporteur comporte une deuxième boucle de gestion thermique 20, la cinquième vanne d'arrêt 255 est fermée ce qui isole ladite deuxième boucle de gestion thermique 20 de la 15 première boucle de gestion thermique 10. Selon la température du moteur thermique, le fluide caloporteur peut soit passer par le radiateur haute-température 203, soit passer par la branche de contournement 6o. Il est néanmoins envisageable que la cinquième vanne d'arrêt 255 soit 20 ouverte permettant un chauffage du flux d'air traversant le circuit 50 d'alimentation en air de l'habitacle uniquement par l'énergie calorifique issue du moteur thermique. Dans ce mode de fonctionnement, la gestion thermique des organes de puissance est isolée et n'influe pas sur l'air traversant le circuit 50 25 d'alimentation en air de l'habitacle et permet une gestion précise de la température des organes moteurs pour une utilisation optimale de ces derniers. II) Premier mode de chauffage d'un flux d'air traversant le circuit 50 d'alimentation en air de l'habitacle : 30 Dans ce mode illustré à la figure 4 : - les première 111 et quatrième 144 vannes d'arrêt sont fermées, - les deuxième 122 et troisième 133 vannes d'arrêt sont ouvertes. Le fluide caloporteur est entrainé par la pompe io7 et passe dans le dispositif de chauffage 3o du fait que la première vanne d'arrêt 111 est fermée et 5 que la deuxième vanne d'arrêt 122 est ouverte. Dans le cas où le dispositif de chauffage 3o est un condenseur 3o relié à la fois au circuit de circulation A de fluide caloporteur et à un circuit de climatisation B, ce dernier peut fonctionner en mode pompe à chaleur et fournir de l'énergie calorifique au fluide caloporteur au niveau du condenseur 3o. 10 Dans le cas où le dispositif de chauffage 3o est un dispositif de chauffage électrique, de l'énergie calorifique est apportée au fluide caloporteur par mise en route de ce dernier. Le fluide caloporteur rejoint ensuite le deuxième radiateur 105 du fait que la troisième vanne d'arrêt 133 est fermée et que la quatrième vanne 15 d'arrêt 144 est ouverte. De l'énergie calorifique est relâchée par le fluide caloporteur afin de réchauffer le flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle. Le chauffage du flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle peut être amélioré par la mise en route de l'élément de chauffage 20 additionnel 40. Dans le cas où le circuit de circulation A de fluide caloporteur comporte une deuxième boucle de gestion thermique 20, la cinquième vanne d'arrêt 255 peut être ouverte ce qui connecte ladite deuxième boucle de gestion thermique 20 à la première boucle de gestion thermique 10. Ainsi, de l'énergie 25 calorifique est récupérée au niveau du deuxième échangeur thermique 201 pour la restituer au flux d'air traversant le circuit 50 d'alimentation en air de l'habitacle grâce au deuxième radiateur 105. Selon la température du moteur thermique et les besoins en chauffage, le fluide caloporteur peut soit passer par le radiateur haute-température 203, soit 30 passer par la branche de contournement 6o. Par exemple si la température du moteur thermique est inférieure à sa température de fonctionnement optimale, le thermostat 601 envoie le fluide caloporteur dans la branche de contournement 6o pour conserver de l'énergie calorifique au sein du circuit et permettre une montée en température du moteur thermique plus rapide. A contrario, si la température du moteur thermique est supérieure à sa température de fonctionnement optimale, le thermostat 601 envoi le fluide caloporteur dans le radiateur haute température 203 afin de dissiper de l'énergie calorifique et refroidir le moteur thermique. La cinquième vanne d'arrêt 255 peut également être fermée dans ce mode de fonctionnement si les besoins en énergie calorifique peuvent être fournis 10 uniquement par la boucle de gestion thermique 10. Dans ce mode de fonctionnement, seule l'énergie calorifique en provenance du dispositif de chauffage 30 permet de chauffer le flux d'air traversant le circuit 50 d'alimentation en air de l'habitacle. Les organes de puissance électrique ne sont pas refroidis et ce mode de fonctionnement peut 15 être utilisé pour chauffer l'habitacle tout en permettant une montée en température optimale desdits organes de puissance électrique. Cela est particulièrement avantageux dans le cas d'un véhicule purement électrique. Dans le cas d'un véhicule hybride, l'énergie calorifique du moteur thermique peut également être utilisée dans ce mode de fonctionnement. 20 III) Deuxième mode de chauffage d'un flux d'air traversant le circuit 50 d'alimentation en air de l'habitacle : Dans ce mode illustré à la figure 5 : 25 - les première 111, deuxième 122 et quatrième 144 vannes d'arrêt sont ouvertes, - la troisième vanne d'arrêt 133 est fermée. Le fluide caloporteur suit, dans ce mode de chauffage, le même parcours que celui décrit dans le premier mode de chauffage à la différence qu'ici la 30 première vanne d'arrêt 111 est ouverte. Le fluide caloporteur peut ainsi également passer au travers du premier échangeur thermique 101 et récupérer de l'énergie calorifique au niveau des organes de puissance électrique pour la restituer au flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle. Dans ce mode de fonctionnement également, le chauffage du flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle peut être amélioré 5 par la mise en route de l'élément de chauffage additionnel 40. Comme dans le premier mode de chauffage, dans le cas où le circuit de circulation A de fluide caloporteur comporte une deuxième boucle de gestion thermique 20, la cinquième vanne d'arrêt 255 peut être ouverte afin que de l'énergie calorifique puisse être récupérée au niveau du moteur thermique. 10 La cinquième vanne d'arrêt 255 peut également être fermée dans ce mode de fonctionnement si les besoins en énergie calorifique peuvent être couverts uniquement par la première boucle de gestion thermique 10. Dans ce mode de fonctionnement, l'énergie calorifique en provenance du dispositif de chauffage 3o ainsi que celle en provenance des organes de 15 puissance électrique permettent de chauffer le flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle. Dans le cas où le dispositif de chauffage 3o est un condenseur 3o relié à la fois au circuit de circulation A de fluide caloporteur et à un circuit de climatisation B, ce dernier peut fonctionner en mode pompe à chaleur et fournir 20 de l'énergie calorifique au fluide caloporteur au niveau du condenseur 3o. Dans le cas où le dispositif de chauffage 3o est un dispositif de chauffage électrique, de l'énergie calorifique est apportée au fluide caloporteur par mise en route de ce dernier. Les organes de puissance électrique sont refroidis et ce mode de 25 fonctionnement peut être utilisé pour chauffer l'habitacle tout en permettant une gestion de la température optimale desdits organes de puissance électrique. Cela est particulièrement avantageux dans le cas d'un véhicule purement électrique. Dans le cas d'un véhicule hybride, l'énergie calorifique du moteur thermique peut également être utilisée dans ce mode de fonctionnement. 30 IV) Troisième mode de chauffage d'un flux d'air traversant le circuit 50 d'alimentation en air de l'habitacle : Dans ce mode illustré à la figure 6 : - les première 111 et quatrième 144 vannes d'arrêt sont ouvertes, - les deuxième 122 et troisième 133 vannes d'arrêt sont fermées. Le fluide caloporteur est entrainé par la pompe io7 et passe dans le premier échangeur thermique 101 du fait que la première vanne d'arrêt 111 est ouverte et que la deuxième vanne d'arrêt 122 est fermée. Le fluide caloporteur y 10 récupère de l'énergie calorifique en refroidissant les organes de puissance électrique et passe ensuite dans le deuxième radiateur 105 du fait que la troisième vanne d'arrêt est fermée et que la quatrième vanne d'arrêt est ouverte. Le fluide caloporteur peut ainsi réchauffer le flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle. 15 Dans ce mode de fonctionnement également, le chauffage du flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle peut être amélioré par la mise en route de l'élément de chauffage additionnel 40. De même que dans les premier et deuxième modes de chauffage, dans le cas où le circuit de circulation A de fluide caloporteur comporte une deuxième 20 boucle de gestion thermique 20, la cinquième vanne d'arrêt 255 peut être ouverte afin que de l'énergie calorifique puisse être récupérée au niveau du moteur thermique. La cinquième vanne d'arrêt 255 peut également être fermée dans ce mode de fonctionnement si les besoins en énergie calorifique peuvent être couverts 25 uniquement par la première boucle de gestion thermique 10. Dans ce mode de fonctionnement, seul l'énergie calorifique produite par les organes de puissance électrique est utilisée pour réchauffer le flux d'air traversant le circuit 50 d'alimentation en air de l'habitacle. Cela est particulièrement avantageux lorsque ces organes de puissance électrique ont 30 atteint leur température optimale de fonctionnement et qu'il est nécessaire de les maintenir à cette température par refroidissement. L'énergie calorifique récupérée est alors utilisée pour réchauffer l'habitacle. Dans le cas d'un véhicule hybride, l'énergie calorifique du moteur thermique peut également être utilisée dans ce mode de fonctionnement.

V) Quatrième mode de chauffage d'un flux d'air traversant le circuit 50 d'alimentation en air de l'habitacle : Dans ce mode illustré à la figure 7 : - les première 111, troisième 133 et quatrième 144 vannes d'arrêt sont ouvertes, - la deuxième vanne d'arrêt 122 est fermée. Le fluide caloporteur suit ici le même parcours que dans le premier mode de chauffage à la différence que dans ce mode de chauffage, la troisième vanne d'arrêt 133 est ouverte. Le fluide caloporteur peut ainsi également aller jusqu'au premier radiateur 103 et dissiper de l'énergie calorifique dans l'air extérieur. De même que dans les premier, deuxième et troisième modes de chauffage, dans le cas où le circuit de circulation A de fluide caloporteur comporte une deuxième boucle de gestion thermique 20, la cinquième vanne d'arrêt 255 peut être ouverte afin que de l'énergie calorifique puisse être récupérée au niveau du moteur thermique. La cinquième vanne d'arrêt 255 peut également être fermée dans ce mode de fonctionnement si les besoins en énergie calorifique peuvent être fournis uniquement par la première boucle de gestion thermique 10. Dans ce mode de fonctionnement également, seul l'énergie calorifique produite par les organes de puissance électrique est utilisée pour réchauffer le flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle. Cependant, ce mode est particulièrement avantageux lorsque l'énergie calorifique récupérée au niveau des organes de puissances est supérieure au besoin en chauffage de l'habitacle. L'énergie calorifique en excès peut ainsi être dissipée par le premier radiateur dans l'air extérieur et ainsi assurer un bon refroidissement des organes de puissance électrique. Dans le cas d'un véhicule hybride, l'énergie calorifique du moteur thermique peut également être utilisée dans ce mode de fonctionnement. VI) Premier mode pompe à chaleur indirecte : Dans ce mode illustré à la figure 8 : - les première 111 et quatrième 144 vannes d'arrêt sont fermées, - les deuxième 122 et troisième 133 vannes d'arrêt sont ouvertes. Le fluide caloporteur est entrainé par la pompe 107 et passe dans le 10 dispositif de chauffage 3o du fait que la première vanne d'arrêt est fermée et que la deuxième vanne d'arrêt est ouverte. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de chauffage 30 est un condenseur 3o relié à la fois au circuit de circulation A de fluide caloporteur et à un circuit de climatisation B, ce dernier fonctionne en mode climatisation et 15 fournit de l'énergie calorifique au fluide caloporteur au niveau du condenseur 3o dans le but qu'elle soit dissipée au sein du circuit de circulation A. Le fluide caloporteur est ensuite dirigé vers le premier radiateur 103 du fait que la troisième vanne d'arrêt 133 est ouverte et que la quatrième vanne 20 d'arrêt 144 est fermée, afin de dissiper cette énergie calorifique dans l'air extérieur. Dans le cas où le circuit de circulation A de fluide caloporteur comporte une deuxième boucle de gestion thermique 20, la cinquième vanne d'arrêt 255 est fermée ce qui isole ladite deuxième boucle de gestion thermique 20 de la 25 première boucle de gestion thermique 10. Selon la température du moteur thermique, le fluide caloporteur peut soit passer par le radiateur haute-température 203, soit passer par la branche de contournement 6o. Dans ce mode de fonctionnement, le circuit de circulation A de fluide 30 caloporteur est utilisé uniquement pour dissiper de l'énergie calorifique issue du circuit de climatisation B. Cela est particulièrement avantageux dans le cas où les organes de puissances ne sont pas à température optimale de fonctionnement, car ils ne sont pas refroidis, ou bien lorsque qu'ils ne sont pas utilisés, par exemple au profit d'un moteur thermique dans le cas d'un véhicule hybride.

VII) Deuxième mode pompe à chaleur indirecte : Dans ce mode illustré à la figure 9 : - les première 111, deuxième 122 et troisième 133 vannes d'arrêt sont ouvertes, - la quatrième vanne d'arrêt 144 est fermée. Le fluide caloporteur suit ici le même parcours que dans le premier mode pompe à chaleur indirecte à la différence que dans ce deuxième mode pompe à chaleur indirecte, la première vanne d'arrêt 111 est ouverte. Le fluide caloporteur peut ainsi également aller jusqu'au premier échangeur thermique 101 et prélever de l'énergie calorifique au niveau des organes de puissance électrique. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de chauffage 3o est également un condenseur 3o relié à la fois au circuit de circulation A de fluide caloporteur 20 et à un circuit de climatisation B, ce dernier fonctionne en mode climatisation et fournit de l'énergie calorifique au fluide caloporteur au niveau du condenseur 3o dans le but qu'elle soit dissipée au sein du circuit de circulation A. Dans le cas où le circuit de circulation A de fluide caloporteur comporte 25 une deuxième boucle de gestion thermique 20, la cinquième vanne d'arrêt 255 est fermée ce qui isole ladite deuxième boucle de gestion thermique 20 de la première boucle de gestion thermique 10. Selon la température du moteur thermique, le fluide caloporteur peut soit passer par le radiateur haute-température 203, soit passer par la branche de 30 contournement 6o.

Dans ce mode de fonctionnement, le circuit de circulation A de fluide caloporteur est utilisé pour dissiper de l'énergie calorifique issue du premier circuit de climatisation B, mais également celle issue des organes de puissance électrique. Cela est particulièrement avantageux dans le cas où les organes de puissances sont à température optimale de fonctionnement, car ils sont refroidis. En passant d'un mode de fonctionnement à un autre, il est possible de gérer la température des organes moteurs, aussi bien des organes de puissance électrique que d'un moteur thermique, mais également du flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle. Ainsi par exemple au démarrage d'un véhicule automobile électrique ou hybride, il est nécessaire que les organes moteurs montent en température pour atteindre leur température optimale de fonctionnement. Dans le cas où le flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de 15 l'habitacle doit être réchauffé, le premier mode de chauffage est alors privilégié. Dans le cas où le flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle doit tout de même être refroidi via un circuit de climatisation B relié au circuit de circulation A de fluide caloporteur au moyen d'un condenseur 3o, le premier mode pompe à chaleur indirecte est alors privilégié. 20 Lorsque les organes moteurs sont à leur température optimale, il est nécessaire de les maintenir à cette température et donc s'ils montent en température, il est nécessaire de les refroidir. Dans le cas où le flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle doit être réchauffé, le deuxième, troisième ou quatrième mode de 25 chauffage est alors privilégié. Dans le cas où le flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle doit tout de même être refroidi via un circuit de climatisation B relié au circuit de circulation A de fluide caloporteur au moyen d'un condenseur 3o, le deuxième mode pompe à chaleur indirecte est alors privilégié. 30 Le deuxième mode de chauffage est préféré lorsque l'énergie calorifique issue seulement des organes de puissance électrique et/ou du moteur thermique n'est pas suffisante pour réchauffer le flux d'air traversant le circuit 50 d'alimentation en air de l'habitacle et qu'il est nécessaire de prendre de l'énergie calorifique au dispositif de chauffage 3o, soit via un circuit de climatisation B fonctionnant en mode pompe à chaleur, soit via la mise en route d'un dispositif de chauffage électrique 3o. Le troisième mode de chauffage est préféré lorsque l'énergie calorifique issue seulement des organes de puissance électrique et/ou du moteur thermique est suffisante pour réchauffer le flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle sans qu'il soit nécessaire de refroidir les organes de puissance électrique. Le quatrième mode de chauffage est préféré lorsque l'énergie calorifique issue seulement des organes de puissance électrique et/ou du moteur thermique est suffisante pour réchauffer le flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle, mais qu'il est néanmoins nécessaire de refroidir les organes de puissance électrique. Si aucun refroidissement ou réchauffage du flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle n'est nécessaire ou demandé, le mode de gestion thermique indépendante des organes moteurs est alors privilégié.

Ainsi, de part son architecture, le dispositif de gestion thermique 1 permet une gestion efficace à la fois des organes moteurs ainsi que du flux d'air traversant le circuit 5o d'alimentation en air de l'habitacle, et ce pour un coût raisonnable du fait de la simplicité de ladite structure et du fait du non recourt à des éléments coûteux comme des pompes supplémentaires ou des vannes quatre-voies.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de gestion thermique (i) de véhicule automobile comportant un circuit de circulation (A) de fluide caloporteur de gestion thermique des organes moteurs du véhicule automobile comportant une première boucle de gestion thermique (io) des organes de puissance électrique, et un dispositif de chauffage (30) du fluide caloporteur, caractérisé en ce que la première boucle de gestion thermique (io) des organes de puissance électrique comporte : - un premier échangeur thermique (ioi) disposé, d'une part, au niveau des organes de puissance électrique et, d'autre part, en parallèle dudit dispositif de chauffage (30), - un premier radiateur (103) placé au contact de l'air extérieur, - un deuxième radiateur (105) disposé, d'une part, dans un circuit (50) d'alimentation en air de l'habitacle, et, d'autre part, en parallèle du premier radiateur (103), - une pompe (107) de circulation du fluide caloporteur dont la sortie est connectée aux entrées respectives du premier échangeur (ioi) et du dispositif de chauffage (30) et, dont l'entrée est connectée aux sorties des premier (103) et deuxième (105) radiateurs, - une pluralité de moyens aptes à autoriser ou à interdire la circulation du fluide caloporteur dans le premier échangeur thermique (loi), le premier radiateur (103), le deuxième radiateur (105) et/ou le dispositif de chauffage (30).
2. 2. Dispositif de gestion thermique (i) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pluralité de moyens aptes à autoriser ou à interdire la circulation du fluide caloporteur est : une première vanne d'arrêt (in) commandant la circulation du 30 fluide caloporteur dans le premier échangeur thermique (loi), 3 02 2 4 9 7 23 - une deuxième vanne d'arrêt (122) commandant la circulation du fluide caloporteur dans le condenseur (3o), - une troisième vanne d'arrêt (133) commandant la circulation du fluide caloporteur dans le premier radiateur (103), et 5 une quatrième vanne d'arrêt (144) commandant la circulation du fluide caloporteur dans le deuxième radiateur (105).
3. 3. Dispositif de gestion thermique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, dans le circuit (5o) d'alimentation 10 en air de l'habitacle, un élément de chauffage additionnel (40).
4. 4. Dispositif de gestion thermique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de circulation (A) de fluide caloporteur comporte une deuxième boucle de gestion thermique (2o) d'un 15 moteur thermique, ladite boucle comportant : - un deuxième échangeur thermique (201) au niveau du moteur thermique, - un radiateur haute-température (203) placé au contact de l'air extérieur, - une pompe additionnelle (207) de circulation du fluide caloporteur, la sortie de la pompe additionnelle (207) étant connectée à l'entrée du deuxième 20 échangeur thermique (201) et l'entrée de ladite pompe additionnelle (207) étant connectée à la fois à la sortie du radiateur haute-température (203) et à un deuxième raccordement (211) avec la première boucle de gestion thermique (10), ledit deuxième raccordement (211) étant placé en aval du deuxième radiateur (105), 25 la sortie du deuxième échangeur thermique (201) étant connectée à l'entrée du radiateur haute-température (203) et également à un troisième raccordement (209) avec la première boucle de gestion thermique (10), ledit troisième raccordement (209) étant placé en amont du deuxième radiateur (105), une cinquième vanne d'arrêt (255) commandant l'arriver du fluide caloporteur vers le troisième raccordement (209) depuis le deuxième échangeur thermique (201).
5. 5. Dispositif de gestion thermique (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la deuxième boucle de gestion thermique (20) comporte une branche de contournement (6o) du radiateur haute-température (103).
6. 6. Dispositif de gestion thermique (i) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (30) du fluide caloporteur est un dispositif de chauffage électrique.
7. 7. Dispositif de gestion thermique (i) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (3o) du fluide caloporteur est un condenseur à double circulation relié à un circuit de climatisation (B) et au circuit de circulation (A) de fluide caloporteur.
8. 8. Procédé de pilotage du dispositif de gestion thermique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 comprenant les étapes suivantes : - mise en mouvement du fluide caloporteur, - redirection du fluide caloporteur vers le condenseur (3o) et/ou le premier échangeur thermique (loi), - redirection du fluide caloporteur vers le premier (103) et/ou le deuxième radiateur (105).
9. 9. Procédé de pilotage du dispositif de gestion thermique (1) selon la revendication 8 dans un mode dit de gestion thermique indépendante des 25 organes moteurs dans lequel : - les première (iii) et troisième (133) vannes d'arrêt sont ouvertes, - les deuxième (122) et quatrième (144) vannes d'arrêt sont fermées.
10. 10. Procédé de pilotage du dispositif de gestion thermique (1) selon la 30 revendication précédente prise dans son rattachement à l'un des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la cinquième vanne d'arrêt (255) est fermée.u. Procédé de pilotage du dispositif de gestion thermique (1) selon la revendication 8 dans un premier mode dit de chauffage d'un flux d'air traversant le circuit (50) d'alimentation en air de l'habitacle dans lequel : - les première (iii) et troisième (133) vannes d'arrêt sont fermées, - les deuxième (122) et quatrième (144) vannes d'arrêt sont ouvertes. 12. Procédé de pilotage du dispositif de gestion thermique (1) selon la revendication 8 dans un deuxième mode dit de chauffage d'un flux d'air 10 traversant le circuit (50) d'alimentation en air de l'habitacle dans lequel : - les première (m), deuxième (122) et quatrième (144) vannes d'arrêt sont ouvertes, - la troisième vanne d'arrêt (133) est fermée. 15 13. Procédé de pilotage du dispositif de gestion thermique (1) selon la revendication 8 dans un troisième mode dit de chauffage d'un flux d'air traversant le circuit (5o) d'alimentation en air de l'habitacle dans lequel : - les première (m) et quatrième (144) vannes d'arrêt sont ouvertes, - les deuxième (122) et troisième (133) vannes d'arrêt sont fermées. 20 14. Procédé de pilotage du dispositif de gestion thermique (1) selon la revendication 8 dans un quatrième mode dit de chauffage d'un flux d'air traversant le circuit (50) d'alimentation en air de l'habitacle dans lequel : - les première (m), troisième (133) et quatrième (144) vannes d'arrêt sont 25 ouvertes, - la deuxième vanne d'arrêt (122) est fermée. 15. Procédé de pilotage du dispositif de gestion thermique (1) selon l'une des revendications 11 à 14 prise dans son rattachement à l'un des revendications 4 30 ou 5, caractérisé en ce que la cinquième vanne d'arrêt (255) est fermée. 3 0 2 2 4 9 7 26 16. Procédé de pilotage du dispositif de gestion thermique (1) selon l'une des revendications n. à 14 prise dans son rattachement à l'un des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce la cinquième vanne d'arrêt (255) est ouverte. 5 17. Procédé de pilotage du dispositif de gestion thermique (1) selon la revendication 8 dans un premier mode dit de pompe à chaleur indirecte dans lequel : - les première (iii) et quatrième (144) vannes d'arrêt sont fermées, - les deuxième (122) et troisième (133) vannes d'arrêt (122) sont ouvertes. 10 18. Procédé de pilotage du dispositif de gestion thermique (1) selon la revendication 8 dans un deuxième mode dit de pompe à chaleur indirecte dans lequel : - les première (m), deuxième (122) et troisième (133) vannes d'arrêt sont 15 ouvertes, - la quatrième vanne d'arrêt (144) est fermée. 19. Procédé de pilotage du dispositif de gestion thermique (1) selon l'une des revendications 17 ou 18 prise dans son rattachement à l'un des revendications 4 20 ou 5, caractérisé en ce que la cinquième vanne d'arrêt (255) est fermée.