FR3077376A1 - REFRIGERANT FLUID CIRCUIT FOR IMPROVED PERFORMANCE VEHICLE - Google Patents

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FR3077376A1
FR3077376A1 FR1850789A FR1850789A FR3077376A1 FR 3077376 A1 FR3077376 A1 FR 3077376A1 FR 1850789 A FR1850789 A FR 1850789A FR 1850789 A FR1850789 A FR 1850789A FR 3077376 A1 FR3077376 A1 FR 3077376A1
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Jugurtha BENOUALI
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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Abstract

L'invention concerne un circuit (1) de fluide réfrigérant (FR) qui comprend une branche principale (2) avec un échangeur de chaleur principal (3) et un dispositif de compression (9), ainsi qu'une première branche (4) et une deuxième branche (5) qui sont toutes deux interposées entre une première portion (20) et une seconde portion (22) de la branche principale (2), la première branche (4) comprenant un premier échangeur thermique (10) couplé thermiquement à un dispositif de stockage électrique (11), la deuxième branche (5) comprenant un deuxième échangeur thermique (14) configuré pour traiter thermiquement un habitacle, caractérisé en que le circuit (1) comprend un premier échangeur de chaleur interne (15) apte à réaliser un échange de chaleur entre la première portion (20) et la seconde portion (22) de la branche principale (2), ainsi qu'un deuxième échangeur de chaleur interne (18) apte à réaliser un échange de chaleur entre la branche principale (2) et la deuxième branche (5).The invention relates to a refrigerant circuit (1) which comprises a main branch (2) with a main heat exchanger (3) and a compression device (9) and a first branch (4). and a second leg (5) which are both interposed between a first portion (20) and a second portion (22) of the main leg (2), the first leg (4) comprising a first heat exchanger (10) thermally coupled to an electrical storage device (11), the second branch (5) comprising a second heat exchanger (14) configured to heat-treat a passenger compartment, characterized in that the circuit (1) comprises a first internal heat exchanger (15) adapted to performing a heat exchange between the first portion (20) and the second portion (22) of the main branch (2), and a second internal heat exchanger (18) adapted to perform a heat exchange between the branch principal (2) and the second limb (5).

Description

Le domaine de la présente invention est celui des circuits de fluide réfrigérant pour véhicule, notamment pour véhicule automobile.The field of the present invention is that of refrigerant circuits for vehicles, in particular for motor vehicles.

Les véhicules automobiles sont couramment équipés d’un circuit de fluide réfrigérant utilisé pour refroidir différentes zones ou différents composants du véhicule. Il est notamment connu d’utiliser ce circuit de fluide réfrigérant pour traiter thermiquement un flux d’air envoyé dans l’habitacle du véhicule équipé d’un tel circuit.Motor vehicles are commonly equipped with a refrigerant circuit used to cool different areas or different components of the vehicle. It is notably known to use this refrigerant circuit for thermally treating an air flow sent into the passenger compartment of the vehicle equipped with such a circuit.

Dans une autre application de ce circuit, il est connu de l’utiliser pour refroidir un dispositif de stockage électrique du véhicule, ce dernier étant utilisé pour fournir une énergie à un moteur électrique capable de mettre en mouvement le véhicule. Le circuit de fluide réfrigérant fournit ainsi l’énergie capable de refroidir le dispositif de stockage électrique pendant son utilisation en phases de roulage. Le circuit de fluide réfrigérant est ainsi dimensionné pour refroidir ce dispositif de stockage électrique pour des températures d’échauffement du dispositif de stockage électrique qui restent modérées.In another application of this circuit, it is known to use it to cool an electrical storage device of the vehicle, the latter being used to supply energy to an electric motor capable of setting the vehicle in motion. The refrigerant circuit thus provides the energy capable of cooling the electrical storage device during its use in taxiing phases. The refrigerant circuit is thus dimensioned to cool this electrical storage device for heating temperatures of the electrical storage device which remain moderate.

Lorsque ce circuit de fluide réfrigérant assure simultanément le traitement thermique de l’habitacle et le traitement thermique du dispositif de stockage électrique, ce circuit est soumis à de très fortes contraintes qui amènent le circuit aux limites de ses capacités. C’est notamment le cas quand le dispositif de stockage électrique est utilisé d’une manière qui provoque un échauffement important de celui-ci. Un exemple de cette situation est une phase de charge rapide du dispositif de stockage électrique. Elle consiste à charger le dispositif de stockage électrique sous une tension et un ampérage élevés, de manière à charger le dispositif de stockage électrique en un temps maximum de quelques de minutes. Cette charge rapide implique un échauffement du dispositif de stockage électrique qu’il convient de traiter. Par ailleurs, il faut considérer la possibilité de maintenir un niveau de confort thermique acceptable à l’intérieur de l’habitacle, soit car les occupants du véhicule restent à l’intérieur du véhicule tout ou partie du temps de charge mentionné ci-dessus, soit pour anticiper le retour de ces occupants et éviter tout inconfort d’ordre thermique. Il faut alors également traiter thermiquement l’habitacle pendant cette phase de charge rapide pour maintenir des conditions de confort acceptables, notamment quand la température extérieure au véhicule est supérieure à 3O°C. Ces deux demandes en refroidissement impliquent un dimensionnement du système qui le rend peu compatible avec les contraintes des véhicules automobiles actuels, notamment les véhicules mus par un moteur électrique.When this refrigerant circuit simultaneously performs heat treatment of the passenger compartment and heat treatment of the electrical storage device, this circuit is subjected to very high stresses which bring the circuit to the limits of its capacities. This is particularly the case when the electrical storage device is used in a way which causes it to heat up considerably. An example of this situation is a rapid charge phase of the electrical storage device. It consists in charging the electrical storage device under a high voltage and amperage, so as to charge the electrical storage device in a maximum time of a few minutes. This rapid charge involves heating of the electrical storage device which must be treated. Furthermore, consideration must be given to the possibility of maintaining an acceptable level of thermal comfort inside the passenger compartment, either because the occupants of the vehicle remain inside the vehicle all or part of the charging time mentioned above, either to anticipate the return of these occupants and avoid any thermal discomfort. It is also necessary to thermally treat the passenger compartment during this rapid charge phase to maintain acceptable comfort conditions, in particular when the temperature outside the vehicle is above 30 ° C. These two requests for cooling imply a dimensioning of the system which makes it not very compatible with the constraints of current motor vehicles, in particular vehicles powered by an electric motor.

Le problème technique réside donc dans la capacité à augmenter les performances d’un circuit de fluide réfrigérant qui est configuré d’une part pour dissiper les calories générées par le dispositif de stockage électrique lorsqu’il est soumis à de fortes contraintes, par exemple pendant une phase de charge rapide, et d’autre part à refroidir l’habitacle, tant en limitant la consommation et/ou l’encombrement et/ou les nuisances sonores d’un système capable de remplir simultanément ces deux fonctions.The technical problem therefore resides in the ability to increase the performance of a refrigerant circuit which is configured on the one hand to dissipate the calories generated by the electrical storage device when it is subjected to high stresses, for example during a rapid charge phase, and on the other hand to cool the passenger compartment, both by limiting the consumption and / or the bulk and / or the noise pollution of a system capable of simultaneously fulfilling these two functions.

L’invention s’inscrit dans ce contexte et propose une solution technique qui résout ce problème, en intégrant deux échangeurs de chaleur internes disposés astucieusement l’un par rapport à l’autre dans le circuit. Chacun de ces échangeurs de chaleur interne met en œuvre un échange thermique entre une portion haute pression du circuit et respectivement une première partie basse pression et une deuxième partie basse pression du circuit.The invention is part of this context and proposes a technical solution which solves this problem, by integrating two internal heat exchangers cleverly arranged one relative to the other in the circuit. Each of these internal heat exchangers implements a heat exchange between a high pressure portion of the circuit and respectively a first low pressure part and a second low pressure part of the circuit.

L'invention a donc pour objet un circuit pour véhicule automobile configuré pour être parcouru par un fluide réfrigérant, le circuit comprenant au moins une branche principale comprenant au moins un échangeur de chaleur principal et un dispositif de compression du fluide réfrigérant, ainsi qu’une première branche et une deuxième branche qui s’étendent entre un point de divergence et un point de convergence et qui sont toutes deux interposées entre une première portion de la branche principale et une seconde portion de la branche principale, la première branche comprenant au moins un premier échangeur thermique couplé thermiquement à un dispositif de stockage électrique du véhicule, la deuxième branche comprenant au moins un deuxième échangeur thermique configuré pour traiter thermiquement un habitacle du véhicule, caractérisé en ce que le circuit comprend un premier échangeur de chaleur interne apte à réaliser un échange de chaleur entre la première portion de la branche principale et la seconde portion de la branche principale, ainsi qu’un deuxième échangeur de chaleur interne apte à réaliser un échange de chaleur entre la branche principale et la deuxième branche.The invention therefore relates to a circuit for a motor vehicle configured to be traversed by a refrigerant, the circuit comprising at least one main branch comprising at least one main heat exchanger and a device for compressing the refrigerant, as well as a first branch and a second branch which extend between a point of divergence and a point of convergence and which are both interposed between a first portion of the main branch and a second portion of the main branch, the first branch comprising at least one first heat exchanger thermally coupled to an electrical storage device of the vehicle, the second branch comprising at least a second heat exchanger configured to heat treat a passenger compartment of the vehicle, characterized in that the circuit comprises a first internal heat exchanger capable of producing a heat exchange between the first p ortion of the main branch and the second portion of the main branch, as well as a second internal heat exchanger able to carry out a heat exchange between the main branch and the second branch.

Le premier échangeur de chaleur interne met ainsi en œuvre un échange thermique entre le fluide réfrigérant soumis à haute température et haute pression présent dans la branche principale et le fluide réfrigérant à basse pression et basse température qui circule dans la branche du circuit qui porte le premier échangeur thermique, c’est-à-dire celui dédié au traitement thermique du dispositif de stockage électrique. Le deuxième échangeur de chaleur interne met également en œuvre un échange thermique entre le fluide réfrigérant soumis à haute température et haute pression présent dans la branche principale et le fluide réfrigérant à basse pression et basse température qui circule dans la branche du circuit qui porte le deuxième échangeur thermique, c’est-à-dire celui dédié au traitement thermique de l’habitacle.The first internal heat exchanger thus implements a heat exchange between the refrigerant fluid subjected to high temperature and high pressure present in the main branch and the refrigerant fluid at low pressure and low temperature which circulates in the branch of the circuit which carries the first heat exchanger, that is to say that dedicated to the heat treatment of the electrical storage device. The second internal heat exchanger also implements a heat exchange between the refrigerant fluid subjected to high temperature and high pressure present in the main branch and the refrigerant fluid low pressure and low temperature which circulates in the branch of the circuit which carries the second heat exchanger, that is to say that dedicated to the heat treatment of the passenger compartment.

Cette organisation évite de surdimensionner ou de surexploiter des composants du circuit, notamment le dispositif de compression. Toutes choses étant égales par ailleurs, le circuit de fluide réfrigérant selon l’invention est plus efficace qu’un circuit de fluide réfrigérant dépourvu des deux échangeurs de chaleur interne. La puissance frigorifique développée par le circuit objet de l’invention est donc plus importante que ce qui existe dans l’art antérieur.This organization avoids oversizing or overuse of circuit components, in particular the compression device. All other things being equal, the refrigerant circuit according to the invention is more efficient than a refrigerant circuit without the two internal heat exchangers. The cooling capacity developed by the circuit which is the subject of the invention is therefore greater than that which exists in the prior art.

Cette organisation du circuit permet également de limiter les nuisances acoustiques, en faisant fonctionner le dispositif de compression à des vitesses inférieures à ce qui serait le cas en l’absence d’échangeurs de chaleur interne.This organization of the circuit also makes it possible to limit the acoustic nuisances, by operating the compression device at speeds lower than what would be the case in the absence of internal heat exchangers.

Le fluide réfrigérant est par exemple un fluide sous-critique, tel que celui connu sous la référence R134A ou 1234YF. Alternativement, le fluide peut être super-critique, tel que le dioxyde de carbone dont la référence est R744. Le circuit de fluide réfrigérant selon l’invention est un circuit fermé qui met en œuvre un cycle thermodynamique.The refrigerant is for example a subcritical fluid, such as that known under the reference R134A or 1234YF. Alternatively, the fluid can be super-critical, such as carbon dioxide whose reference is R744. The refrigerant circuit according to the invention is a closed circuit which implements a thermodynamic cycle.

Le dispositif de compression est par exemple un compresseur, et l’invention trouve une application toute particulière lorsque le compresseur est un compresseur électrique à cylindrée fixe et à vitesse variable. Il est ainsi possible de contrôler la puissance thermique du circuit selon l’invention. Le dispositif de compression peut comprendre au moins un mécanisme de compression entraîné par un moteur électrique dont la rotation est placée sous la dépendance d’un contrôleur, éventuellement embarqué dans le dispositif de compression.The compression device is for example a compressor, and the invention finds a very particular application when the compressor is an electric compressor with fixed displacement and variable speed. It is thus possible to control the thermal power of the circuit according to the invention. The compression device can include at least one compression mechanism driven by an electric motor, the rotation of which is controlled by a controller, possibly on board the compression device.

La première branche est en parallèle de la deuxième branche, vu du fluide réfrigérant.The first branch is in parallel with the second branch, seen from the refrigerant.

Le point de divergence est la zone du circuit où la branche principale, en particulier sa première portion, se sépare en deux, en formant la première branche et la deuxième branche. Le point de convergence est la zone du circuit où la première branche et la deuxième branche se joignent, pour former la branche principale, et plus particulièrement la seconde portion.The point of divergence is the area of the circuit where the main branch, in particular its first portion, splits in two, forming the first branch and the second branch. The point of convergence is the area of the circuit where the first branch and the second branch join, to form the main branch, and more particularly the second portion.

L’échangeur de chaleur principal peut être installé en face avant du véhicule. Cet échangeur de chaleur principal peut ainsi être utilisé comme condenseur, ou refroidisseur de gaz dans le cas d’un fluide super-critique.The main heat exchanger can be installed on the front of the vehicle. This main heat exchanger can thus be used as a condenser, or gas cooler in the case of a super-critical fluid.

Le premier échangeur thermique est configuré pour traiter thermiquement un dispositif de stockage électrique du véhicule. Il est ainsi spécialement dédié à ce dispositif de stockage électrique et n’a pas pour fonction de refroidir un autre composant. Le premier échangeur thermique échange des calories entre le fluide réfrigérant et le dispositif de stockage électrique du véhicule, soit directement, c’est-à-dire par convection entre le premier échangeur thermique et le dispositif de stockage électrique, soit indirectement via une boucle de liquide caloporteur, cette dernière étant destinée à transporter les calories du dispositif de stockage électrique vers le premier échangeur thermique. On comprend donc que le refroidissement du dispositif de stockage électrique selon l’invention peut être indirect et dans ce cas le premier échangeur thermique est un échangeur de chaleur fluide réfrigérant/liquide caloporteur. De manière alternative et couverte par l’invention, le premier échangeur thermique peut être au contact du dispositif de stockage électrique. Dans un tel cas, le refroidissement du dispositif de stockage électrique est direct.The first heat exchanger is configured to heat treat an electrical storage device of the vehicle. It is therefore specially dedicated to this electrical storage device and does not have the function of cooling another component. The first heat exchanger exchanges calories between the refrigerant and the electrical storage device of the vehicle, either directly, that is to say by convection between the first heat exchanger and the electrical storage device, or indirectly via a loop of heat transfer liquid, the latter being intended to transport the calories from the electrical storage device to the first heat exchanger. It is therefore understood that the cooling of the electrical storage device according to the invention can be indirect and in this case the first heat exchanger is a coolant / coolant heat exchanger. Alternatively and covered by the invention, the first heat exchanger can be in contact with the electrical storage device. In such a case, the cooling of the electrical storage device is direct.

De manière avantageuse, le premier échangeur de chaleur interne comprend une première passe apte à être parcourue par le fluide réfrigérant et disposée dans la première portion de la branche principale, ainsi qu’une deuxième passe apte à être parcourue par le fluide réfrigérant et disposée dans la deuxième portion de la branche principale, la première passe et la deuxième passe étant configurées pour échanger thermiquement l’une avec l’autre. La première passe et la deuxième passe sont donc constitutives de la branche principale, mais dans des portions où la pression et la température du fluide réfrigérant sont différentes.Advantageously, the first internal heat exchanger comprises a first pass capable of being traversed by the refrigerant and disposed in the first portion of the main branch, as well as a second pass capable of being traversed by the refrigerant and disposed in the second portion of the main branch, the first pass and the second pass being configured to thermally exchange with each other. The first pass and the second pass therefore constitute the main branch, but in portions where the pressure and the temperature of the refrigerant are different.

Toujours de manière avantageuse, le deuxième échangeur de chaleur interne comprend une première nappe apte à être parcourue par le fluide réfrigérant et disposée sur la branche principale, ainsi qu’une deuxième nappe apte à être parcourue par le fluide réfrigérant et disposée sur la deuxième branche, la première nappe et la deuxième nappe étant configurées pour échanger thermiquement l’une avec l’autre.Still advantageously, the second internal heat exchanger comprises a first ply capable of being traversed by the refrigerant and disposed on the main branch, as well as a second ply capable of being traversed by the refrigerant and disposed on the second branch , the first layer and the second layer being configured to thermally exchange with each other.

La première passe, la deuxième passe, la première nappe et la deuxième nappe forment un volume interne, respectivement du premier échangeur de chaleur interne et du deuxième échangeur de chaleur interne, qui est destiné à être occupé par le fluide réfrigérant. Ces passes et nappes peuvent être parallèles ou peuvent se croiser. La circulation de fluide réfrigérant en leur sein peut être du type co-courant ou à contre-courant.The first pass, the second pass, the first layer and the second layer form an internal volume, respectively of the first internal heat exchanger and the second internal heat exchanger, which is intended to be occupied by the refrigerant. These passes and layers can be parallel or can cross. The circulation of refrigerant fluid within them can be of the co-current or counter-current type.

On notera que la première passe et la première nappe sont disposées en série dans la branche principale. Côté haute pression, la première passe et la première nappe se suivent.Note that the first pass and the first layer are arranged in series in the main branch. On the high pressure side, the first pass and the first layer follow each other.

La deuxième nappe est constitutive de la deuxième branche.The second layer constitutes the second branch.

La première passe et la première nappe sont disposées de manière à ce que le fluide réfrigérant circule d’abord dans la première passe puis dans la première nappe. Vu du fluide réfrigérant, la première passe est en amont de la première nappe. Une telle organisation tire avantage du fait que la température d’évaporation du fluide réfrigérant dans le premier échangeur thermique est supérieure à la température d’évaporation du fluide réfrigérant dans le deuxième échangeur thermique. Il reste donc une certaine capacité calorifique dans le fluide réfrigérant après son passage dans la première passe, cette capacité pouvant être mise à profit dans l’échange de chaleur qui prend place dans le deuxième échangeur de chaleur interne.The first pass and the first layer are arranged so that the refrigerant circulates first in the first pass and then in the first layer. Seen from the refrigerant, the first pass is upstream of the first layer. Such an organization takes advantage of the fact that the evaporation temperature of the refrigerant in the first heat exchanger is higher than the evaporation temperature of the refrigerant in the second heat exchanger. There therefore remains a certain calorific capacity in the refrigerant after it has passed through the first pass, this capacity being able to be used in the heat exchange which takes place in the second internal heat exchanger.

Selon un aspect de l’invention, la première passe et la première nappe sont disposées sur la branche principale entre une sortie de l’échangeur de chaleur principal et le point de divergence.According to one aspect of the invention, the first pass and the first ply are arranged on the main branch between an outlet of the main heat exchanger and the point of divergence.

La deuxième passe est disposée sur la première branche entre une sortie du premier échangeur thermique et une entrée du dispositif de compression.The second pass is arranged on the first branch between an outlet of the first heat exchanger and an inlet of the compression device.

De manière avantageuse, la deuxième nappe est disposée sur la deuxième branche entre une sortie du deuxième échangeur thermique et une entrée du dispositif de compression.Advantageously, the second ply is disposed on the second branch between an outlet from the second heat exchanger and an inlet from the compression device.

Le point de convergence peut prendre plusieurs formes de réalisation. Il peut tout d’abord s’agir d’un point de connexion où la première branche et la deuxième branche se joignent pour reformer la branche principale, notamment la seconde portion de cette branche principale. Dans un tel cas, la deuxième branche peut comprendre un moyen de compression distinct du dispositif de compression disposé dans la branche principale, par exemple un compresseur électrique, chargé de faire circuler le fluide réfrigérant dans la deuxième branche, en particulier dans le deuxième échangeur thermique et dans un organe de détente qui lui est associé.The focal point can take many forms. It can first of all be a connection point where the first branch and the second branch join to reform the main branch, in particular the second portion of this main branch. In such a case, the second branch may comprise a compression means separate from the compression device arranged in the main branch, for example an electric compressor, responsible for circulating the coolant in the second branch, in particular in the second heat exchanger and in an expansion member associated therewith.

Le point de convergence peut aussi être formé d’au moins un éjecteur. Cet éjecteur assure une fonction de détendeur à l’égard du premier échangeur thermique et une fonction de mise en circulation du fluide réfrigérant dans la deuxième branche. L’éjecteur forme ainsi un dispositif de détente du fluide réfrigérant qui participe au cycle thermodynamique qui prend place dans le circuit selon l’invention. L’éjecteur forme également un moyen de mise en circulation du fluide réfrigérant dans la deuxième branche. L’effet Venturi généré par l’éjecteur agit comme une pompe à l’égard du fluide réfrigérant présent dans la deuxième branche.The point of convergence can also be formed by at least one ejector. This ejector performs a pressure reducer function with respect to the first heat exchanger and a function for circulating the coolant in the second branch. The ejector thus forms an expansion device for the refrigerant which participates in the thermodynamic cycle which takes place in the circuit according to the invention. The ejector also forms a means of circulating the coolant in the second branch. The Venturi effect generated by the ejector acts as a pump with regard to the refrigerant present in the second branch.

Le circuit selon l’invention peut comprendre au moins un dispositif de contrôle de la circulation du fluide réfrigérant au sein de la première branche. Avantageusement, ce dispositif de contrôle prend la forme d’une vanne tout ou rien, ou à ouverture variable.The circuit according to the invention may include at least one device for controlling the circulation of the coolant within the first branch. Advantageously, this control device takes the form of an all-or-nothing valve, or with a variable opening.

Le circuit peut aussi comprendre un organe de contrôle de la circulation du fluide réfrigérant au sein de la deuxième branche. Cet organe de contrôle peut être disposé en amont et/ou en aval du deuxième échangeur thermique. Il peut par exemple s’agir d’une vanne d’arrêt ou encore d’au moins un organe de détente du fluide réfrigérant. Dans ce dernier cas, l’organe de contrôle est disposé en amont du deuxième échangeur thermique. L’organe de détente peut être un organe de détente à commande électrique, piloté par exemple par des moyens électroniques. L’organe de détente est donc piloté électriquement ou électroniquement.The circuit may also include a member for controlling the circulation of the coolant within the second branch. This control member can be arranged upstream and / or downstream of the second heat exchanger. It can for example be a stop valve or at least one expansion member of the refrigerant. In the latter case, the control member is arranged upstream of the second heat exchanger. The expansion member can be an electrically operated expansion member, controlled for example by electronic means. The expansion device is therefore controlled electrically or electronically.

C’est ainsi que l’organe de contrôle peut être disposé sur la deuxième branche entre le point de divergence et une entrée du deuxième échangeur thermique. Alternativement, l’organe de contrôle est disposé sur la deuxième branche entre une sortie du deuxième échangeur thermique et le point de convergence. De manière avantageuse, l’organe de contrôle est disposé entre une sortie de la deuxième nappe et le point de convergence, ce dernier étant par exemple formé par une entrée secondaire de l’éjecteur.This is how the control member can be placed on the second branch between the point of divergence and an inlet of the second heat exchanger. Alternatively, the control member is arranged on the second branch between an outlet of the second heat exchanger and the point of convergence. Advantageously, the control member is disposed between an outlet of the second ply and the point of convergence, the latter being for example formed by a secondary inlet of the ejector.

On notera que le dispositif de contrôle est disposé sur la première branche entre le point de divergence et le point de convergence, et plus particulièrement entre le point de divergence et une entrée primaire de l’éjecteur.It will be noted that the control device is arranged on the first branch between the point of divergence and the point of convergence, and more particularly between the point of divergence and a primary input of the ejector.

Selon une caractéristique de l’invention, au moins une canalisation relie la deuxième branche à une entrée du dispositif de compression. La canalisation peut alors comprendre au moins une vanne d’arrêt de la circulation du fluide réfrigérant au sein de la canalisation.According to a characteristic of the invention, at least one pipe connects the second branch to an inlet of the compression device. The pipeline can then comprise at least one valve for stopping the circulation of the refrigerant fluid within the pipeline.

Selon une autre caractéristique, le premier échangeur thermique est un échangeur de chaleur fluide réfrigérant/liquide caloporteur.According to another characteristic, the first heat exchanger is a coolant / heat transfer liquid heat exchanger.

L’invention couvre aussi un système de traitement thermique d’un véhicule automobile, comprenant un dispositif de stockage électrique du véhicule automobile et un circuit tel que décrit dans le présent document, où le premier échangeur thermique coopère avec le dispositif de stockage électrique de manière à assurer au moins son refroidissement. Le chauffage de ce dispositif de stockage électrique peut également être assuré par ce système de traitement thermique, notamment en opérant le circuit de fluide réfrigérant en mode pompe à chaleur.The invention also covers a thermal treatment system of a motor vehicle, comprising an electric storage device for the motor vehicle and a circuit as described in this document, where the first heat exchanger cooperates with the electric storage device so to ensure at least its cooling. The heating of this electrical storage device can also be provided by this heat treatment system, in particular by operating the refrigerant circuit in heat pump mode.

Le système évoqué ci-dessus peut comprendre une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation de l’habitacle du véhicule automobile, dans lequel le deuxième échangeur thermique est disposé dans l’installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation.The system mentioned above may include a ventilation, heating and / or air conditioning installation of the passenger compartment of the motor vehicle, in which the second heat exchanger is arranged in the ventilation, heating and / or air conditioning installation.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the description given below by way of indication in relation to the drawings in which:

- la figure 1 est une vue schématique du circuit selon l’invention, dans un premier mode de réalisation,- Figure 1 is a schematic view of the circuit according to the invention, in a first embodiment,

- la figure 2 est une vue schématique du circuit selon l’invention, dans un deuxième mode de réalisation,- Figure 2 is a schematic view of the circuit according to the invention, in a second embodiment,

- les figures 3 à 5 illustrent de manière schématique le circuit montré à la figure 1, exploité selon différents modes de fonctionnement.- Figures 3 to 5 schematically illustrate the circuit shown in Figure 1, operated according to different modes of operation.

Il faut tout d’abord noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention, le cas échéant. Ces figures sont des représentations schématiques qui illustrent comment est réalisé le circuit, ce qui le compose et comment le fluide réfrigérant circule en son sein. En particulier, le circuit selon l’invention comprend principalement au moins un dispositif de compression du fluide réfrigérant, des échangeurs de chaleurs, des organes et dispositifs de contrôle de la circulation du fluide réfrigérant, et des canalisations reliant chacun de ces composants. Le circuit peut également être placé sous la dépendance d’une unité de contrôle qui agit sur certains de ces composants.It should first of all be noted that the figures show the invention in detail in order to implement the invention, said figures can of course be used to better define the invention, if necessary. These figures are schematic representations which illustrate how the circuit is made, what composes it and how the refrigerant circulates within it. In particular, the circuit according to the invention mainly comprises at least one device for compressing the coolant, heat exchangers, organs and devices for controlling the circulation of the coolant, and pipes connecting each of these components. The circuit can also be placed under the control of a control unit which acts on some of these components.

Les termes amont et aval employés dans la description qui suit se réfèrent au sens de circulation du fluide considéré, c’est-à-dire le fluide réfrigérant, un flux d’air intérieur envoyé vers un habitacle du véhicule ou un flux d’air extérieur à l’habitacle du véhicule. Le fluide considéré est symbolisé par une flèche qui illustre le sens de circulation de ce dernier dans la canalisation considérée. Les traits pleins illustrent une portion de circuit où le fluide réfrigérant circule, tandis que les traits pointillés montrent une absence de circulation du fluide réfrigérant.The terms upstream and downstream used in the following description refer to the direction of circulation of the fluid considered, that is to say the refrigerant, an interior air flow sent to a passenger compartment of the vehicle or an air flow outside the passenger compartment of the vehicle. The fluid considered is symbolized by an arrow which illustrates the direction of circulation of the latter in the pipe considered. The solid lines illustrate a portion of the circuit where the refrigerant circulates, while the dotted lines show an absence of circulation of the refrigerant.

La figure 1 montre ainsi un circuit 1 à l’intérieur duquel un fluide réfrigérant est apte à circuler. Ce circuit 1 est une boucle fermée où le fluide réfrigérant est mis en circulation par un dispositif de compression 9. On notera que ce dispositif de compression 9 peut prendre la forme d’un compresseur électrique, c’est-à-dire un compresseur qui comprend un mécanisme de compression, un moteur électrique et éventuellement un contrôleur. Le mécanisme de compression est mis en rotation par le moteur électrique dont la vitesse de rotation est placée sous la dépendance du contrôleur, celui-ci pouvant être externe ou interne au dispositif de compression concerné, par exemple en étant logé dans un boîtier du compresseur.Figure 1 thus shows a circuit 1 inside which a refrigerant is able to circulate. This circuit 1 is a closed loop where the refrigerant is circulated by a compression device 9. It will be noted that this compression device 9 can take the form of an electric compressor, that is to say a compressor which includes a compression mechanism, an electric motor and possibly a controller. The compression mechanism is rotated by the electric motor, the speed of rotation of which is under the control of the controller, the latter being able to be external or internal to the compression device concerned, for example by being housed in a compressor housing.

Selon les modes de réalisation illustrés aux figures, le circuit 1 comprend une branche principale 2, une première branche 4 et une deuxième branche 5 qui sont en série de la branche principale 2, de sorte à former un circuit fermé où un cycle thermodynamique prend place.According to the embodiments illustrated in the figures, the circuit 1 comprises a main branch 2, a first branch 4 and a second branch 5 which are in series with the main branch 2, so as to form a closed circuit where a thermodynamic cycle takes place .

La première branche 4 et la deuxième branche 5 se séparent à un point de divergence 6 et se rejoignent à un point de convergence 7. Entre ces deux points, première branche 4 et deuxième branche 5 sont en parallèle, vu du fluide réfrigérant.The first branch 4 and the second branch 5 separate at a point of divergence 6 and meet at a point of convergence 7. Between these two points, first branch 4 and second branch 5 are in parallel, seen from the refrigerant.

La branche principale 2 est partagée en deux portions séparées l’une de l’autre par la première branche 4 et par la deuxième branche 5. La partie de la branche principale 2 qui s’étend d’une sortie 19 du dispositif de compression 9 jusqu’au point de divergence 6 est appelée première portion 20 de la branche principale 2. La partie de la branche principale 2 qui s’étend du point de convergence 7 jusqu’à une entrée 21 du dispositif de compression 9 est appelée seconde portion 22 de la branche principale 2.The main branch 2 is divided into two portions separated from each other by the first branch 4 and by the second branch 5. The part of the main branch 2 which extends from an outlet 19 of the compression device 9 up to the point of divergence 6 is called the first portion 20 of the main branch 2. The part of the main branch 2 which extends from the point of convergence 7 to an inlet 21 of the compression device 9 is called the second portion 22 of the main branch 2.

Le circuit 1 objet de l’invention comprend également au moins un premier échangeur thermique 10 qui est spécifiquement dédié au traitement thermique d’un dispositif de stockage électrique 11, dont la fonction est de fournir une énergie électrique à un ou plusieurs moteurs électriques qui mettent en mouvement le véhicule. Un tel dispositif de stockage électrique 11 accumule ou restitue cette énergie électrique en vue de mettre en mouvement le véhicule automobile, via le moteur électrique dédié. Il s’agit par exemple d’un pack de batteries regroupant ίο plusieurs cellules électriques qui stockent le courant électrique.The circuit 1 which is the subject of the invention also comprises at least a first heat exchanger 10 which is specifically dedicated to the heat treatment of an electrical storage device 11, the function of which is to supply electrical energy to one or more electric motors which put moving the vehicle. Such an electrical storage device 11 accumulates or restores this electrical energy in order to set the motor vehicle in motion, via the dedicated electric motor. For example, this is a battery pack grouping together plusieursο several electric cells that store electric current.

Le premier échangeur thermique io peut échanger directement des calories avec le dispositif de stockage électrique il, par convection ou par conduction. On parle ici de traitement thermique direct du dispositif de stockage électrique il.The first heat exchanger io can directly exchange calories with the electrical storage device il, by convection or by conduction. We are talking here about direct heat treatment of the electrical storage device il.

Selon les exemples illustrés aux figures 1 à 5, le premier échangeur thermique 10 est couplé thermiquement au dispositif de stockage électrique 11 via une boucle de liquide caloporteur. On parle alors de traitement thermique indirect du dispositif de stockage électrique 11. Le liquide caloporteur capte ainsi les calories au niveau du dispositif de stockage électrique 11, via un troisième échangeur de chaleur 23, et les transporte vers le premier échangeur thermique 10. On notera que ce troisième échangeur de chaleur 23 prend la forme d’une ou plusieurs plaques mécaniquement porteuses du dispositif de stockage électrique 11, qui délimitent entre elles un espace traversé par le liquide caloporteur. La circulation du liquide caloporteur dans la boucle 17 de liquide caloporteur est générée par au moins une pompe 24.According to the examples illustrated in Figures 1 to 5, the first heat exchanger 10 is thermally coupled to the electrical storage device 11 via a loop of heat transfer liquid. This is then called indirect heat treatment of the electrical storage device 11. The heat transfer liquid thus captures the calories at the level of the electrical storage device 11, via a third heat exchanger 23, and transports them to the first heat exchanger 10. It will be noted that this third heat exchanger 23 takes the form of one or more mechanically carrying plates of the electrical storage device 11, which delimit between them a space traversed by the heat transfer liquid. The circulation of the heat transfer liquid in the loop 17 of heat transfer liquid is generated by at least one pump 24.

De manière innovante, le circuit 1 de fluide réfrigérant comprend un premier échangeur de chaleur interne 15 et un deuxième échangeur de chaleur interne 18 de constitution semblable. Le premier échangeur de chaleur interne 15 assure un échange de calories entre le fluide réfrigérant qui circule dans la première portion 20 de la branche principale 2 et le fluide réfrigérant qui circule dans la seconde portion 22 de la branche principale 2. Le deuxième échangeur de chaleur interne assure un échange de calories entre le fluide réfrigérant qui circule dans la première portion 20 de la branche principale 2 et le fluide réfrigérant qui circule dans la deuxième branche 5.Innovatively, the refrigerant circuit 1 comprises a first internal heat exchanger 15 and a second internal heat exchanger 18 of similar constitution. The first internal heat exchanger 15 provides an exchange of calories between the refrigerant which circulates in the first portion 20 of the main branch 2 and the refrigerant which circulates in the second portion 22 of the main branch 2. The second heat exchanger internal ensures an exchange of calories between the refrigerant which circulates in the first portion 20 of the main branch 2 and the refrigerant which circulates in the second branch 5.

Vu du fluide réfrigérant qui circule dans la première portion 20 de la branche principale 2, le premier échangeur de chaleur interne 15 est en amont du deuxième échangeur de chaleur interne 18. Vu du fluide réfrigérant qui circule dans la deuxième branche 5, le premier échangeur de chaleur interne 15 est en parallèle du deuxième échangeur interne 18.Seen from the refrigerant which circulates in the first portion 20 of the main branch 2, the first internal heat exchanger 15 is upstream from the second internal heat exchanger 18. Seen from the refrigerant which circulates in the second branch 5, the first exchanger internal heat 15 is parallel to the second internal exchanger 18.

Le premier échangeur de chaleur interne 15 comprend deux passes qui échangent thermiquement l’une avec l’autre. Une première passe 25 de ce premier échangeur de chaleur interne 15 fait partie de la première portion 20 de la branche principale 2, tandis qu’une deuxième passe 26 de ce premier échangeur de chaleur interne 15 fait partie de la seconde portion 22 de la branche principale 2.The first internal heat exchanger 15 includes two passes which thermally exchange with each other. A first pass 25 of this first internal heat exchanger 15 forms part of the first portion 20 of the main branch 2, while a second pass 26 of this first internal heat exchanger 15 forms part of the second portion 22 of the branch main 2.

Du côté du deuxième échangeur de chaleur interne 18, celui-ci comprend une première nappe 27 et une deuxième nappe 28 qui échange thermiquement avec la première nappe 27. Cette dernière fait partie de la première portion 20 de la branche principale 2, tandis que la deuxième nappe 28 de ce deuxième échangeur de chaleur interne 18 fait partie de la deuxième branche 5, c’est-à-dire la branche qui comporte le deuxième échangeur thermique 14.On the side of the second internal heat exchanger 18, this comprises a first ply 27 and a second ply 28 which exchanges heat with the first ply 27. The latter is part of the first portion 20 of the main branch 2, while the second ply 28 of this second internal heat exchanger 18 is part of the second branch 5, that is to say the branch which comprises the second heat exchanger 14.

La première passe 25 du premier échangeur de chaleur interne 15 et la première nappe 27 du deuxième échangeur de chaleur interne 18 sont disposées en série l’une derrière l’autre entre une sortie 29 d’un échangeur de chaleur principal 3 et le point de divergence 6 où se séparent la première branche 4 et la deuxième branche 5.The first pass 25 of the first internal heat exchanger 15 and the first ply 27 of the second internal heat exchanger 18 are arranged in series one behind the other between an outlet 29 of a main heat exchanger 3 and the point of divergence 6 where the first branch 4 and the second branch 5 separate.

La branche principale 2 s’étend du point de convergence 7 jusqu’au point de divergence 6 et comprend au moins l’échangeur de chaleur principal 3 et le dispositif de compression 9. Cet échangeur de chaleur principal 3 est destiné à être traversé par le fluide réfrigérant et par un flux d’air extérieur. Cet échangeur de chaleur principal 3 est le siège d’un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et ce flux d’air extérieur et il peut être utilisé comme condenseur, comme on le verra à la description des figures 3 à 5. Cet échangeur de chaleur principal 3 peut être installé en face avant du véhicule équipé du circuit 1 selon l’invention et il est dans cette situation traversé par le flux d’air extérieur à l’habitacle du véhicule (cet échangeur de chaleur peut aussi être un échangeur réfrigérant / caloporteur).The main branch 2 extends from the point of convergence 7 to the point of divergence 6 and comprises at least the main heat exchanger 3 and the compression device 9. This main heat exchanger 3 is intended to be crossed by the refrigerant and by an external air flow. This main heat exchanger 3 is the seat of a heat exchange between the refrigerant and this external air flow and it can be used as a condenser, as will be seen in the description of Figures 3 to 5. This heat exchanger main heat 3 can be installed on the front of the vehicle equipped with the circuit 1 according to the invention and in this situation it is crossed by the air flow outside the passenger compartment of the vehicle (this heat exchanger can also be a refrigerant exchanger / coolant).

La première branche 4 débute au point de divergence 6, se termine au point de convergence 7 et comprend un dispositif de contrôle 16 de la circulation du fluide réfrigérant dans la première branche 4. Selon un exemple de réalisation, le dispositif de contrôle 16 prend la forme d’une vanne d’arrêt 8 configurée pour totalement autoriser ou totalement interdire le passage du fluide réfrigérant à son travers.The first branch 4 begins at the point of divergence 6, ends at the point of convergence 7 and comprises a device 16 for controlling the circulation of the coolant in the first branch 4. According to an exemplary embodiment, the control device 16 takes the form of a stop valve 8 configured to totally allow or totally prohibit the passage of the coolant through it.

La deuxième branche 5 débute au point de divergence 6, se termine au point de convergence 7 et comprend successivement et selon le sens de circulation du fluide réfrigérant dans la deuxième branche 5 au moins un organe de contrôle 13, un deuxième échangeur thermique 14 et le deuxième échangeur de chaleur interne 18. On notera que, de manière alternative ou cumulative, l’organe de contrôle 13 peut être disposé en aval du deuxième échangeur de chaleur interne 18, notamment entre une sortie de celui-ci et le point de convergence 7. Dans un tel cas, l’organe de contrôle 13 peut disposer d’une fonction d’arrêt similaire à celle de la vanne d’arrêt 8 disposée dans la première branche 4.The second branch 5 begins at the point of divergence 6, ends at the point of convergence 7 and successively and according to the direction of circulation of the coolant in the second branch 5 at least one control member 13, a second heat exchanger 14 and the second internal heat exchanger 18. It will be noted that, alternatively or cumulatively, the control member 13 can be arranged downstream of the second internal heat exchanger 18, in particular between an outlet of the latter and the point of convergence 7 In such a case, the control member 13 may have a stop function similar to that of the stop valve 8 placed in the first branch 4.

L’organe de contrôle 13 peut aussi être disposé en amont du deuxième échangeur thermique 14, et il peut alors s’agir d’un organe de détente 12 dont la fonction est d’assurer une chute de pression du fluide réfrigérant. L’organe de détente 12 peut agir sur une puissance thermique mise en œuvre par le deuxième échangeur thermique 14, en étant en mesure de faire varier cette puissance thermique de la puissance maximale du deuxième échangeur thermique 14 à toutes puissances thermiques inférieures à cette puissance maximale. L’organe de détente 12 peut être indifféremment un détendeur thermostatique, un détendeur électronisé, un orifice tube ou analogue.The control member 13 can also be arranged upstream of the second heat exchanger 14, and it can then be a pressure relief member 12 whose function is to ensure a pressure drop of the refrigerant fluid. The expansion member 12 can act on a thermal power implemented by the second heat exchanger 14, by being able to vary this thermal power from the maximum power of the second heat exchanger 14 to all thermal powers lower than this maximum power. . The expansion member 12 can be either a thermostatic expansion valve, an electronic expansion valve, a tube orifice or the like.

Selon une variante de l’invention, le point de convergence 7 est une zone où la première branche 4 et la deuxième branche 5 se joignent. Dans cette situation, le circuit 1 de fluide réfrigérant peut comprendre un moyen de compression du fluide réfrigérant installé dans la deuxième branche dont la fonction est de faire circuler le fluide réfrigérant FR dans la deuxième branche 5, de manière à réaliser le refroidissement du flux d’air qui traverse le deuxième échangeur thermique 14.According to a variant of the invention, the point of convergence 7 is an area where the first branch 4 and the second branch 5 join. In this situation, the coolant circuit 1 may include a means for compressing the coolant installed in the second branch, the function of which is to circulate the coolant FR in the second branch 5, so as to cool the flow of water. air passing through the second heat exchanger 14.

Selon un exemple de réalisation illustré sur les figures, le point de convergence 7 prend la forme d’un éjecteur 30. Ce dernier est un composant qui assure une première fonction de détendeur du fluide réfrigérant, ainsi qu’une deuxième fonction de mise en circulation du fluide réfrigérant dans la deuxième branche 5. Cet éjecteur 30 forme donc un dispositif de détente du fluide réfrigérant et un moyen de mise en circulation du fluide réfrigérant dans la deuxième branche, grâce à l’effet Venturi qu’il génère.According to an exemplary embodiment illustrated in the figures, the point of convergence 7 takes the form of an ejector 30. The latter is a component which performs a first function of the coolant expansion valve, as well as a second function of circulating of the coolant in the second branch 5. This ejector 30 therefore forms a device for expanding the coolant and a means of circulating the coolant in the second branch, thanks to the Venturi effect which it generates.

L’éjecteur 30 comprend ainsi une entrée principale 31 de fluide réfrigérant raccordée à la première branche 4, une entrée secondaire 32 de fluide réfrigérant raccordée à la deuxième branche 5, et une sortie 33 raccordée à la seconde portion 22 de la branche principale 2.The ejector 30 thus comprises a main inlet 31 of coolant connected to the first branch 4, a secondary inlet 32 of coolant connected to the second branch 5, and an outlet 33 connected to the second portion 22 of the main branch 2.

L’éjecteur 30 peut agir sur une puissance thermique mise en œuvre par le premier échangeur thermique 10, en étant en mesure de faire varier cette puissance thermique de la puissance maximale du premier échangeur thermique 10 à toutes puissances thermiques inférieures à cette puissance maximale.The ejector 30 can act on a thermal power implemented by the first heat exchanger 10, by being able to vary this thermal power from the maximum power of the first heat exchanger 10 to all thermal powers lower than this maximum power.

L’éjecteur 30 permet également de disposer de deux pressions d’évaporation distinctes dans les échangeurs 10 et 14, par exemple la pression d’évaporation dans l’échangeur thermique 10 est supérieure à celle de l’échangeur thermique 14.The ejector 30 also makes it possible to have two separate evaporation pressures in the exchangers 10 and 14, for example the evaporation pressure in the heat exchanger 10 is higher than that of the heat exchanger 14.

Le deuxième échangeur thermique 14 est destiné à traiter thermiquement un flux d’air intérieur qui est envoyé à l’intérieur de l’habitacle du véhicule. Le deuxième échangeur thermique 14 peut être installé à l’intérieur d’une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation qui coopère avec le circuit 1, pour former un système de traitement thermique du véhicule automobile. Ce deuxième échangeur thermique 14 peut alors être utilisé en tant qu’évaporateur pour refroidir le flux d’air intérieur qui est envoyé dans l’habitacle du véhicule.The second heat exchanger 14 is intended to heat treat an interior air flow which is sent inside the passenger compartment of the vehicle. The second heat exchanger 14 can be installed inside a ventilation, heating and / or air conditioning installation which cooperates with the circuit 1, to form a heat treatment system for the motor vehicle. This second heat exchanger 14 can then be used as an evaporator to cool the interior air flow which is sent into the passenger compartment of the vehicle.

Le circuit 1 selon l’invention peut également comporter une canalisation 34 disposée en parallèle de la seconde portion 22 de la branche principale 2. Cette canalisation 34 s’étend ainsi de la deuxième branche 5 à la branche principale 2. La canalisation 34 s’étend entre un premier point 35, situé entre une sortie du deuxième échangeur thermique 14 et une entrée de la vanne d’arrêt 8, et un deuxième point 36 disposé entre une sortie du premier échangeur de chaleur interne 15 et l’entrée 21 du dispositif de compression 9.The circuit 1 according to the invention may also include a pipe 34 arranged in parallel with the second portion 22 of the main branch 2. This pipe 34 thus extends from the second branch 5 to the main branch 2. The pipe 34 s' extends between a first point 35, located between an outlet of the second heat exchanger 14 and an inlet of the stop valve 8, and a second point 36 disposed between an outlet of the first internal heat exchanger 15 and the inlet 21 of the device compression 9.

La canalisation 34 peut comprendre une vanne d’arrêt 37 qui autorise ou interdit la circulation du fluide réfrigérant dans la canalisation 34, depuis le premier point 35 et vers le deuxième point 36.Line 34 may include a stop valve 37 which authorizes or prohibits the circulation of the refrigerant fluid in line 34, from the first point 35 and towards the second point 36.

La figure 2 montre un deuxième mode de réalisation du circuit 1 de fluide réfrigérant. Les composants et leurs dispositions relatives sont identiques à ce qui a été décrit en rapport avec la figure i à l’exception de ce qui suit. Pour ces éléments identiques, on se reportera à la description de la figure i pour en comprendre les caractéristiques techniques.Figure 2 shows a second embodiment of the refrigerant fluid circuit 1. The components and their relative arrangements are identical to what has been described in relation to FIG. I except for the following. For these identical elements, reference will be made to the description of FIG. I in order to understand the technical characteristics thereof.

Dans ce mode de réalisation, l’organe de contrôle 13 prend la forme d’un détendeur thermostatique 38 incluant la fonction vanne d’arrêt. La détente du fluide réfrigérant opérée par ce détendeur thermostatique 38 est placée sous la dépendance de la température du fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur thermique 14. Ce détendeur thermostatique 38 peut également fermer totalement le circuit, et ainsi empêcher toute circulation de fluide réfrigérant dans la deuxième branche 5. On notera que dans une telle situation, la deuxième branche 5 peut être dépourvue de la vanne d’arrêt 8 qui est disposée entre la sortie du deuxième échangeur thermique 14 et l’entrée secondaire 32 de l’éjecteur 30 dans le premier mode réalisation illustré à la figure 1.In this embodiment, the control member 13 takes the form of a thermostatic expansion valve 38 including the stop valve function. The expansion of the cooling fluid operated by this thermostatic expansion valve 38 is placed under the dependence of the temperature of the cooling fluid leaving the second heat exchanger 14. This thermostatic expansion valve 38 can also completely close the circuit, and thus prevent any circulation of cooling fluid in the second branch 5. It will be noted that in such a situation, the second branch 5 may be devoid of the stop valve 8 which is disposed between the outlet of the second heat exchanger 14 and the secondary inlet 32 of the ejector 30 in the first embodiment illustrated in FIG. 1.

Dans les figures 3 à 5, les traits forts illustrent le fluide réfrigérant FR quand il est soumis à haute pression et haute température, tandis que les traits fins montrent le fluide réfrigérant FR quand il est à basse pression et basse température.In Figures 3 to 5, the strong lines illustrate the FR refrigerant when it is subjected to high pressure and high temperature, while the thin lines show the FR refrigerant when it is at low pressure and low temperature.

La figure 3 montre le circuit 1 illustré à la figure 1 et utilisé en mode de refroidissement simultané du dispositif de stockage électrique 11 et de l’habitacle. C’est notamment le cas d’une charge rapide imposée au dispositif de stockage électrique 11, alors que les occupants restent dans le véhicule pendant le temps de cette charge rapide.Figure 3 shows the circuit 1 illustrated in Figure 1 and used in the simultaneous cooling mode of the electrical storage device 11 and the passenger compartment. This is particularly the case of a rapid charge imposed on the electrical storage device 11, while the occupants remain in the vehicle during the time of this rapid charge.

Dans un tel mode, le dispositif de compression 9 est en fonctionnement et comprime le fluide réfrigérant FR. L’échangeur de chaleur principal 3 décharge les calories du fluide réfrigérant FR dans le flux d’air extérieur Fl. Le fluide réfrigérant FR ainsi soumis à haute pression traverse la première nappe 25 du premier échangeur de chaleur interne 15, et il échange des calories avec le fluide réfrigérant FR qui circule dans la seconde portion 22 de la branche principale 2. En sortie de la première nappe 25, le fluide réfrigérant FR poursuit son parcours et traverse la première passe 27 du deuxième échangeur de chaleur interne 18, et il échange des calories avec le fluide réfrigérant FR qui circule dans la deuxième branche 5.In such a mode, the compression device 9 is in operation and compresses the refrigerating fluid FR. The main heat exchanger 3 discharges the calories from the refrigerating fluid FR into the external air flow F1. The refrigerating fluid FR thus subjected to high pressure passes through the first layer 25 of the first internal heat exchanger 15, and it exchanges calories with the refrigerant FR which circulates in the second portion 22 of the main branch 2. At the outlet of the first sheet 25, the refrigerant FR continues its course and crosses the first pass 27 of the second internal heat exchanger 18, and it exchanges calories with the FR refrigerant which circulates in the second branch 5.

Arrivée au point de divergence 6, le fluide réfrigérant FR se sépare en deux pour alimenter chacune des branches 4, 5. Le fluide réfrigérant FR circule ainsi à la fois dans la première branche 4 et dans la deuxième branche 5. Le dispositif de contrôle 16 est en position ouverte et autorise la circulation du fluide réfrigérant jusqu’à l’entrée primaire 31 de l’éjecteur 30. La forme de ce dernier provoque un effet Venturi qui aspire le fluide réfrigérant FR présent dans la deuxième branche 5·Arriving at the point of divergence 6, the refrigerant FR separates in two to supply each of the branches 4, 5. The refrigerant FR thus circulates both in the first branch 4 and in the second branch 5. The control device 16 is in the open position and authorizes the circulation of the coolant fluid up to the primary inlet 31 of the ejector 30. The shape of the latter causes a Venturi effect which sucks in the coolant FR present in the second branch 5 ·

L’organe de détente 12 génère une chute de pression qui permet au deuxième échangeur thermique 14 de se comporter comme évaporateur. Il est alors possible de refroidir un flux d’air intérieur F2 qui traverse le deuxième échangeur thermique 14 avant que celui-ci ne soit envoyé dans l’habitacle du véhicule.The expansion member 12 generates a pressure drop which allows the second heat exchanger 14 to act as an evaporator. It is then possible to cool an internal air flow F2 which passes through the second heat exchanger 14 before it is sent into the passenger compartment of the vehicle.

L’organe de contrôle 13 est placé dans une position ouverte, autorisant ainsi le fluide réfrigérant FR présent dans la deuxième branche 5 à rejoindre l’entrée secondaire 32 de l’éjecteur 30. Le fluide réfrigérant FR qui entre dans l’éjecteur 30 par l’entrée secondaire 32 est aspiré par le fluide réfrigérant FR qui entre par l’entrée principale 31, et ces deux parties de fluide réfrigérant se combinent en sortie de l’éjecteur 3 pour alimenter la seconde portion 22 de la branche principaleThe control member 13 is placed in an open position, thus authorizing the refrigerant fluid FR present in the second branch 5 to join the secondary inlet 32 of the ejector 30. The refrigerant fluid FR which enters the ejector 30 by the secondary inlet 32 is sucked in by the refrigerant FR which enters via the main inlet 31, and these two parts of refrigerant combine at the outlet of the ejector 3 to supply the second portion 22 of the main branch

2.2.

La circulation de fluide réfrigérant FR est interdite dans la canalisation 34, grâce au fait que la vanne d’arrêt 37 est placée dans une position de fermeture.The circulation of refrigerant FR is prohibited in the pipe 34, thanks to the fact that the stop valve 37 is placed in a closed position.

Le fluide réfrigérant FR passe alors dans le premier échangeur thermique 10 où il refroidit le liquide caloporteur LC qui circule dans la boucle de liquide caloporteur 17. Ce faisant, le dispositif de stockage électrique 11 est refroidi par l’intermédiaire du troisième échangeur thermique 23.The refrigerant FR then passes into the first heat exchanger 10 where it cools the heat transfer liquid LC which circulates in the heat transfer liquid loop 17. In doing so, the electrical storage device 11 is cooled by means of the third heat exchanger 23.

L’invention permet de réaliser deux échanges de chaleur interne qui in fine améliorent la performance globale du circuit 1 de fluide réfrigérant FR, cette amélioration étant réalisée par le premier échangeur de chaleur interne 15 et par le deuxième échangeur de chaleur interne 18 tels que décrits ci-dessus.The invention makes it possible to carry out two internal heat exchanges which ultimately improve the overall performance of the refrigerant circuit 1 FR, this improvement being achieved by the first internal heat exchanger 15 and by the second internal heat exchanger 18 as described above.

La figure 4 montre le circuit 1 illustré aux figures 1 et 3 et utilisé en mode de refroidissement prioritaire du dispositif de stockage électrique 11, c’est-à-dire un mode où l’énergie thermique est concentrée pour refroidir le dispositif de stockage thermique il. C’est notamment le cas d’une charge rapide imposé au dispositif de stockage électrique il, alors que les occupants n’occupent pas le véhicule pendant le temps de cette charge rapide. L’habitacle n’est ainsi pas refroidi.Figure 4 shows the circuit 1 illustrated in Figures 1 and 3 and used in priority cooling mode of the electrical storage device 11, that is to say a mode where the thermal energy is concentrated to cool the thermal storage device he. This is particularly the case of a rapid charge imposed on the electrical storage device il, while the occupants do not occupy the vehicle during the time of this rapid charge. The interior is therefore not cooled.

Dans un tel mode, le dispositif de compression 9 est en fonctionnement et comprime le fluide réfrigérant FR. L’échangeur de chaleur principal 3 décharge les calories du fluide réfrigérant FR dans le flux d’air extérieur Fl. Le fluide réfrigérant FR circule dans la branche principale 2 et ensuite exclusivement dans la première branche 4.In such a mode, the compression device 9 is in operation and compresses the refrigerating fluid FR. The main heat exchanger 3 discharges the calories of the refrigerant FR into the outside air flow F1. The refrigerant FR circulates in the main branch 2 and then exclusively in the first branch 4.

L’éjecteur 30 réalise une détente du fluide réfrigérant FR et le premier échangeur thermique 10 refroidit le dispositif de stockage électrique 11. Le fluide réfrigérant FR est ensuite aspiré par le dispositif de compression 9 pour mettre en œuvre un nouveau cycle thermodynamique.The ejector 30 expands the FR refrigerant and the first heat exchanger 10 cools the electrical storage device 11. The FR refrigerant is then sucked by the compression device 9 to implement a new thermodynamic cycle.

Du côté de la deuxième branche 5, la vanne d’arrêt 37 et l’organe de contrôle 13, qu’il soit placé en amont ou en aval du deuxième échangeur thermique 14, sont fermés, interdisant toute circulation de fluide réfrigérant dans le deuxième échangeur thermique 14. Ce dernier est ainsi inopérant.On the side of the second branch 5, the stop valve 37 and the control member 13, whether it is placed upstream or downstream of the second heat exchanger 14, are closed, preventing any circulation of coolant in the second heat exchanger 14. The latter is thus inoperative.

Dans ce mode de fonctionnement, le premier échangeur de chaleur interne 15 est actif et réalise un transfert de chaleur entre le fluide réfrigérant FR à haute pression et haute température qui circule dans la première portion 20 de la branche principale 2 et le fluide réfrigérant FR circulant à basse pression et basse température dans la seconde portion 22 de la branche principale 2. La première passe 25 échange ainsi des calories avec la deuxième passe 26. Dans cette situation, le deuxième échangeur de chaleur interne 18 est inopérant.In this operating mode, the first internal heat exchanger 15 is active and transfers heat between the high pressure and high temperature FR refrigerant which circulates in the first portion 20 of the main branch 2 and the circulating FR refrigerant. at low pressure and low temperature in the second portion 22 of the main branch 2. The first pass 25 thus exchanges calories with the second pass 26. In this situation, the second internal heat exchanger 18 is inoperative.

La figure 5 montre le circuit 1 illustré aux figures 1, 3 et 4 utilisé en mode de refroidissement prioritaire de l’habitacle du véhicule, c’est-à-dire un mode où l’énergie thermique est concentrée pour refroidir rapidement le flux d’air intérieur F2 envoyé dans l’habitacle. Ce mode peut être activé quand la température extérieure à l’habitacle est importante, par exemple supérieure à 3O°C, et que les utilisateurs du véhicule souhaitent refroidir très rapidement l’habitacle. Le refroidissement du dispositif de stockage électrique il n’est pas assuré dans ce mode.Figure 5 shows the circuit 1 illustrated in Figures 1, 3 and 4 used in priority cooling mode of the passenger compartment of the vehicle, that is to say a mode where the thermal energy is concentrated to quickly cool the flow d interior air F2 sent into the passenger compartment. This mode can be activated when the temperature outside the passenger compartment is high, for example above 30 ° C, and the vehicle users wish to cool the passenger compartment very quickly. The cooling of the electrical storage device is not ensured in this mode.

Dans un tel mode, le dispositif de compression 9 est en fonctionnement et comprime le fluide réfrigérant FR. L’échangeur de chaleur principal 3 décharge les calories du fluide réfrigérant FR dans le flux d’air extérieur Fl. Le fluide réfrigérant FR circule dans la branche principale 2 et ensuite exclusivement dans la deuxième branche 5, grâce au fait que le premier dispositif de contrôle 16 est fermé. Toute circulation de fluide réfrigérant dans le premier échangeur thermique 10 est ainsi empêchée.In such a mode, the compression device 9 is in operation and compresses the refrigerating fluid FR. The main heat exchanger 3 discharges the calories of the refrigerating fluid FR into the external air flow F1. The refrigerating fluid FR circulates in the main branch 2 and then exclusively in the second branch 5, thanks to the fact that the first control 16 is closed. Any circulation of refrigerant in the first heat exchanger 10 is thus prevented.

L’organe de détente 12 réalise une détente du fluide réfrigérant FR et le deuxième échangeur thermique 14 refroidit le flux d’air intérieur F2 envoyé vers l’habitacle. L’ouverture variable du deuxième organe de détente 12 gère la puissance frigorifique qu’il convient d’appliquer au flux d’air intérieur F2 pour atteindre la température demandée dans l’habitacle. Le fluide réfrigérant FR est aspiré par le dispositif de compression 9, grâce au fait qu’une partie du fluide réfrigérant qui a traversé le deuxième échangeur thermique 14 passe par la canalisation 34. Pour ce faire, la vanne d’arrêt 37 est placée dans une position ouverte où elle autorise une circulation du fluide réfrigérant depuis la deuxième branche 5 vers le dispositif de compression 9.The expansion member 12 achieves expansion of the refrigerant fluid FR and the second heat exchanger 14 cools the interior air flow F2 sent to the passenger compartment. The variable opening of the second expansion member 12 manages the cooling power which should be applied to the interior air flow F2 to reach the temperature required in the passenger compartment. The refrigerant FR is sucked by the compression device 9, thanks to the fact that part of the refrigerant which has passed through the second heat exchanger 14 passes through the pipe 34. To do this, the stop valve 37 is placed in an open position where it allows circulation of the coolant from the second branch 5 to the compression device 9.

Dans ce mode de fonctionnement, le deuxième échangeur de chaleur interne 18 met en œuvre un échange thermique entre le fluide réfrigérant FR à haute pression et haute température qui passe dans la première nappe 27 et le fluide réfrigérant à basse pression et basse température qui passe dans la deuxième nappe 28.In this operating mode, the second internal heat exchanger 18 implements a heat exchange between the high pressure and high temperature refrigerant FR which passes through the first sheet 27 and the low pressure and low temperature refrigerant which passes through the second layer 28.

Les modes de fonctionnement décrits en rapport avec les figures 3 à 5 s’appliquent de la même manière au deuxième mode de réalisation tel qu’il est illustré à la figure 2.The operating modes described in connection with FIGS. 3 to 5 apply in the same way to the second embodiment as illustrated in FIG. 2.

Le circuit 1 de fluide réfrigérant FR selon le premier mode de réalisation ou selon le deuxième mode de réalisation peut comprendre des moyens pour acquérir des informations relatives au circuit 1, au dispositif de stockage électrique 11 ou à l’habitacle, et des moyens pour agir sur les composants de ce circuit 1 de manière à atteindre des consignes fixées, notamment des températures de fluide réfrigérant ou des vitesses de rotation du dispositif de compression 9. Cette gestion du circuit 1 peut être opérée par un dispositif de contrôle qui peut prendre la forme d’un 5 boîtier ou d’une unité électronique. Ce dispositif de contrôle agit sur la vitesse de rotation du dispositif de compression 9, notamment quand il s’agit de compresseur à moteur électrique intégré et à cylindrée fixe.The circuit 1 of refrigerant fluid FR according to the first embodiment or according to the second embodiment may comprise means for acquiring information relating to circuit 1, to the electrical storage device 11 or to the passenger compartment, and means for acting on the components of this circuit 1 so as to reach fixed setpoints, in particular coolant temperatures or rotational speeds of the compression device 9. This management of circuit 1 can be carried out by a control device which can take the form an enclosure or an electronic unit. This control device acts on the speed of rotation of the compression device 9, in particular when it is a compressor with an integrated electric motor and with fixed displacement.

La description ci-dessus est donnée à titre d’exemple, et on comprend que l’invention couvre plus largement l’utilisation de deux échangeurs de chaleur 10 interne, dont l’un est constitutif d’une branche du circuit dédiée au refroidissement du dispositif de stockage électrique, tandis que l’autre échangeur de chaleur interne est constitutif d’une branche du circuit dédiée au refroidissement de l’habitacle du véhicule.The above description is given by way of example, and it is understood that the invention more broadly covers the use of two internal heat exchangers 10, one of which constitutes a branch of the circuit dedicated to cooling the electrical storage device, while the other internal heat exchanger constitutes a branch of the circuit dedicated to cooling the passenger compartment of the vehicle.

L’invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations 15 décrits et illustrés ici, et elle s’étend également à tous moyens ou configurations équivalentes et à toute combinaison techniquement opérant de tels moyens. En particulier, l’architecture du circuit de fluide réfrigérant peut être modifiée sans nuire à l’invention dans la mesure où il remplit les fonctionnalités décrites dans le présent document.The invention cannot however be limited to the means and configurations described and illustrated here, and it also extends to all equivalent means or configurations and to any technically operating combination of such means. In particular, the architecture of the refrigerant circuit can be modified without harming the invention insofar as it fulfills the functionalities described in this document.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Circuit (1) pour véhicule automobile configuré pour être parcouru par un fluide réfrigérant (FR), le circuit (1) comprenant au moins une branche principale (2) comprenant au moins un échangeur de chaleur principal (3) et un dispositif de compression (9) du fluide réfrigérant (FR), ainsi qu’une première branche (4) et une deuxième branche (5) qui s’étendent entre un point de divergence (6) et un point de convergence (7) et qui sont toutes deux interposées entre une première portion (20) de la branche principale (2) et une seconde portion (22) de la branche principale (2), la première branche (4) comprenant au moins un premier échangeur thermique (10) couplé thermiquement à un dispositif de stockage électrique (11) du véhicule, la deuxième branche (5) comprenant au moins un deuxième échangeur thermique (14) configuré pour traiter thermiquement un habitacle du véhicule, caractérisé en ce que le circuit (1) comprend un premier échangeur de chaleur interne (15) apte à réaliser un échange de chaleur entre la première portion (20) de la branche principale (2) et la seconde portion (22) de la branche principale (2), ainsi qu’un deuxième échangeur de chaleur interne (18) apte à réaliser un échange de chaleur entre la branche principale (2) et la deuxième branche (5).1. Circuit (1) for a motor vehicle configured to be traversed by a coolant (FR), the circuit (1) comprising at least one main branch (2) comprising at least one main heat exchanger (3) and a device for compression (9) of the refrigerant (FR), as well as a first branch (4) and a second branch (5) which extend between a point of divergence (6) and a point of convergence (7) and which are both interposed between a first portion (20) of the main branch (2) and a second portion (22) of the main branch (2), the first branch (4) comprising at least a first heat exchanger (10) thermally coupled to an electrical storage device (11) of the vehicle, the second branch (5) comprising at least a second heat exchanger (14) configured to heat treat a passenger compartment of the vehicle, characterized in that the circuit (1) comprises a first exchanger internal heat (15) able to carry out a heat exchange between the first portion (20) of the main branch (2) and the second portion (22) of the main branch (2), as well as a second internal heat exchanger (18 ) suitable for carrying out a heat exchange between the main branch (2) and the second branch (5). 2. Circuit (1) selon la revendication 1, dans lequel le premier échangeur de chaleur interne (15) comprend une première passe (25) apte à être parcourue par le fluide réfrigérant (FR) et disposée dans la première portion (20) de la branche principale (2), ainsi qu’une deuxième passe (26) apte à être parcourue par le fluide réfrigérant (FR) et disposée dans la seconde portion (22) de la branche principale (2), la première passe (25) et la deuxième passe (26) étant configurées pour échanger thermiquement l’une avec l’autre.2. Circuit (1) according to claim 1, wherein the first internal heat exchanger (15) comprises a first pass (25) adapted to be traversed by the refrigerant fluid (FR) and disposed in the first portion (20) of the main branch (2), as well as a second pass (26) capable of being traversed by the refrigerant fluid (FR) and disposed in the second portion (22) of the main branch (2), the first pass (25) and the second pass (26) being configured to thermally exchange with each other. 3. Circuit (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le deuxième échangeur de chaleur interne (18) comprend une première nappe (27) apte à être parcourue par le fluide réfrigérant (FR) et disposée sur la branche principale (2), ainsi qu’une deuxième nappe (28) apte à être parcourue par le fluide réfrigérant (FR) et disposée sur la deuxième branche (5), la première nappe (27) et la deuxième nappe (28) étant configurées pour échanger thermiquement l’une avec l’autre.3. Circuit (1) according to claim 1 or 2, wherein the second internal heat exchanger (18) comprises a first ply (27) capable of being traversed by the coolant (FR) and disposed on the main branch (2 ), as well as a second ply (28) capable of being traversed by the refrigerant (FR) and disposed on the second branch (5), the first ply (27) and the second ply (28) being configured to heat exchange with each other. 4· Circuit (ι) selon la revendication 3, dans lequel la première passe (25) et la première nappe (27) sont disposées en série dans la branche principale (2).4 · Circuit (ι) according to claim 3, wherein the first pass (25) and the first ply (27) are arranged in series in the main branch (2). 5. Circuit (1) selon la revendication précédente, dans lequel la première passe (25) et la première nappe (27) sont disposées de manière à ce que le fluide réfrigérant (FR) circule d’abord dans la première passe (25) puis dans la première nappe (27).5. Circuit (1) according to the preceding claim, wherein the first pass (25) and the first ply (27) are arranged so that the coolant (FR) flows first in the first pass (25) then in the first layer (27). 6. Circuit (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le point de convergence (7) est formé au moins par un éjecteur (30).6. Circuit (1) according to any one of the preceding claims, wherein the point of convergence (7) is formed at least by an ejector (30). 7. Circuit (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un dispositif de contrôle (16) de la circulation du fluide réfrigérant (FR) au sein de la première branche (4).7. Circuit (1) according to any one of the preceding claims, comprising a control device (16) of the circulation of the refrigerant fluid (FR) within the first branch (4). 8. Circuit (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un organe de contrôle (13) de la circulation du fluide réfrigérant (FR) au sein de la deuxième branche (5).8. Circuit (1) according to any one of the preceding claims, comprising a control member (13) of the circulation of the coolant (FR) within the second branch (5). 9. Circuit (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une canalisation (34) relie la deuxième branche (5) à une entrée (21) du dispositif de compression (9).9. Circuit (1) according to any one of the preceding claims, in which at least one pipe (34) connects the second branch (5) to an inlet (21) of the compression device (9). 10. Système de traitement thermique d’un véhicule automobile, comprenant un dispositif de stockage électrique (11) du véhicule automobile et un circuit (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où le premier échangeur thermique (10) coopère avec le dispositif de stockage électrique (11) de manière à assurer au moins son refroidissement.10. A heat treatment system for a motor vehicle, comprising an electric storage device (11) of the motor vehicle and a circuit (1) according to any one of the preceding claims, in which the first heat exchanger (10) cooperates with the electrical storage device (11) so as to ensure at least its cooling.
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