FR3078392A1 - Installation thermique pour moteurs thermique et electrique avec condenseur a echange fluide refrigerant/fluide caloporteur - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une installation thermique pour un véhicule hybride comprenant un moteur thermique (1) associé à un moteur électrique (20). Une première branche d'un circuit frigorigène (6) comporte un condenseur auxiliaire (6d) de fluide réfrigérant en échange thermique sélectivement avec, d'une part, une première boucle de fluide caloporteur en échange thermique avec un premier circuit (19) de fluide caloporteur en aval du radiateur basse température (19a) ou en échange thermique avec la première boucle fluidique (2b, 2c) du deuxième circuit de fluide caloporteur en aval du radiateur haute température (2d), ou, d'autre part, une boucle auxiliaire de fluide caloporteur de la seconde boucle fluidique (5) du deuxième circuit de fluide caloporteur en dérivation d'une portion de la seconde boucle fluidique (5) en amont de l'aérotherme (5a), le condenseur auxiliaire (6d) de fluide réfrigérant étant disposé dans le circuit frigorigène (6) en série et en amont du condenseur (6c) de fluide réfrigérant en échange thermique avec l'air extérieur.
Description
INSTALLATION THERMIQUE POUR MOTEURS THERMIQUE ET ELECTRIQUE AVEC CONDENSEUR A ECHANGE FLUIDE REFRIGERANT/FLUIDE CALOPORTEUR [0001] La présente invention concerne une installation thermique pour un véhicule hybride rechargeable comportant un moteur thermique associé à un moteur électrique, l’installation comprenant un condenseur auxiliaire de fluide réfrigérant avec échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un fluide caloporteur circulant dans l’installation thermique.
[0002] Une telle installation thermique permet d’assurer, en plus de son rôle de refroidissement des moteurs thermique et électrique et de leurs éléments associés, dont en particulier l’électronique de puissance assurant le contrôle-commande du moteur électrique, la climatisation d’un véhicule hybride rechargeable pour lequel le moteur électrique assure une aide à une propulsion ou une traction du véhicule en association avec le moteur thermique, ainsi que d’assurer la mise en température de fonctionnement optimale des éléments associés aux moteur thermique et électrique, ceci par une synergie entre les boucles froide et chaude de circulation du fluide caloporteur dans l’installation thermique.
[0003] De manière connue, pour un véhicule hybride avec batterie rechargeable, une installation thermique de gestion de la température des éléments de propulsion ou de traction du véhicule ainsi que de la climatisation de l’habitacle comprend un premier circuit de refroidissement à fluide caloporteur comportant une pompe et un radiateur basse température pour refroidir le fluide ayant traversé le moteur électrique et des premiers éléments associés au moteur électrique, comme par exemple un onduleur transformant un courant continu issu d’une batterie de traction en courant alternatif pour l’alimentation électrique du moteur électrique, un chargeur de la batterie de traction et, le cas échéant, la batterie de traction.
[0004] L’installation thermique comprend un deuxième circuit de refroidissement dit haute température à fluide caloporteur comportant sur une première boucle fluidique un radiateur haute température pour refroidir le fluide ayant traversé le moteur thermique et des deuxièmes éléments associés au moteur thermique. Ce deuxième circuit de refroidissement comprend un radiateur haute température, étant donné que la dissipation d’un moteur thermique est plus forte que celle d’un moteur électrique qui ne requiert d’être associé qu’avec un radiateur basse température.
[0005] Le circuit de refroidissement haute température comprend aussi une seconde boucle fluidique portant avantageusement une pompe à fluide caloporteur auxiliaire, qui part du et revient au moteur thermique en traversant un aérotherme en échange thermique entre le fluide caloporteur haute température et l’air entrant dans l’habitacle, ceci éventuellement pour la climatisation de l’habitacle du véhicule automobile.
[0006] Enfin, l’installation thermique comprend un circuit frigorigène à fluide réfrigérant comportant une première branche partant d’un premier évaporateur en échange avec une boucle de refroidissement associée à la batterie de traction du moteur électrique et une deuxième branche partant d’un deuxième évaporateur en échange thermique entre le fluide réfrigérant et l’air entrant dans l’habitacle, les première et deuxième branches pouvant comprendre chacune un détendeur. Les première et deuxième branches se raccordent dans une branche réfrigérante commune comportant un compresseur et un condenseur de fluide réfrigérant en échange thermique avec l’air extérieur.
[0007] Le condenseur de fluide réfrigérant et les radiateurs haute température et basse température, en échange thermique avec l’air extérieur, font partie d’un système de façade aérothermique disposé en face avant du véhicule automobile et comprend au moins un groupe moto-ventilateur.
[0008] Une telle installation ne met en oeuvre aucune synergie entre le circuit réfrigérant et les circuits caloporteurs haute et basse température, c’est-à-dire les premier et deuxième circuits précédemment mentionnés de gestion de la température dans une installation thermique de la chaîne de traction, qu’elle soit conventionnelle ou électrifiée à différents degrés, en comprenant par exemple un système d’arrêt et de redémarrage automatiques du moteur thermique ou en étant un véhicule semi-hybride, un véhicule hybride rechargeable ou un véhicule à propulsion ou à traction uniquement électrique à batterie.
[0009] Une condensation du fluide frigorigène dans le circuit réfrigérant est souvent insuffisante par ambiance extérieure très chaude, notamment due à des entrées d’air extérieur traversant le condenseur de surfaces insuffisantes ou pas assez bien positionnées devant l’échangeur, ou bien due à des surfaces d’échange thermique insuffisantes. Il est tenté de compenser cette insuffisance par une puissance aéraulique supérieure en recourant au groupe moto-ventilateur.
[0010] En climat tempéré, le désembuage de l’habitacle requiert la mise en oeuvre simultanée du circuit réfrigérant afin de déshumidifier l’air de l’habitacle, notamment en activant le compresseur de climatisation, et d’un système de chauffage, soit électrique via des thermistances dont la résistance augmente avec la température sur l’air entrant dans l’habitacle ou soit grâce à un circuit caloporteur fournissant en calories l’aérotherme disposé dans l’habitacle, le circuit caloporteur étant avantageusement le circuit haute température du moteur thermique. Ce mode de fonctionnement génère dans cette situation de vie une consommation importante d’énergie, d’origine souvent électrique dans le cas d’un véhicule hybride rechargeable ou d’un véhicule électrique à batterie. Cette consommation est due à l’entraînement du compresseur, qu’il soit électrique ou mécanique et alors entraîné par le moteur thermique alors nécessairement à feu, du groupe moto-ventilateur et du pulseur d’air habitacle et aux thermistances sur l’air et/ou sur le fluide caloporteur, ce qui réduit drastiquement l’autonomie du véhicule, pour un véhicule hybride rechargeable en mode de propulsion ou traction électrique et encore plus pour un véhicule électrique à batterie puisque le véhicule ne possède pas d’autre moyen de propulsion.
[0011] En climat chaud, une performance insuffisante de condensation du fluide frigorigène pénalise la prestation de réfrigération de l’habitacle du véhicule et génère différents types d’insatisfaction chez l’utilisateur comme un inconfort thermique, la prestation de climatisation étant inférieure aux attentes et un inconfort acoustique avec recours plus fréquents et à des niveaux de régime de rotation plus élevés du groupe motoventilateur, ce qui est source d’émissions sonores, ceci joint à une surconsommation du système de climatisation. D’autre part, le refroidissement dans ce cas de la batterie haute tension de traction électrique du véhicule de type véhicule hybride rechargeable ou véhicule électrique à batterie, qui met en oeuvre le circuit frigorigène directement via un évaporateur fluide frigorigène directement en contact thermique avec les cellules électrochimiques de la batterie ou avec les modules des cellules ou indirectement en contact thermique via un fluide caloporteur intermédiaire qui est le fluide de refroidissement de la batterie haute tension de traction, requiert une puissance de condensation supplémentaire du fluide frigorigène, s’ajoutant à celle requise pour la réfrigération de l’habitacle du véhicule.
[0012] La boîte de vitesses automatique conventionnelle, du type BVA à convertisseur ou du type à double embrayage ou DCT, dont la thermique de l’huile de lubrification interne est gérée alors que le moteur thermique tourne mais dont l’électrification fait que, dans le cas d’un véhicule hybride rechargeable, de longs trajets sont effectués moteur thermique arrêté, devient une boîte de vitesses automatique électrique ou une transmission à double embrayage électrique, et requiert de nouveaux besoins de gestion thermique, notamment de refroidissement à la fois de son huile de lubrification et de l’électronique de puissance de son dispositif de contrôle-commande, mais aussi de réchauffage de l’huile de lubrification.
[0013] Les dispositifs conventionnels de refroidissement des transmissions ne sont opérants que quand le moteur thermique est en rotation et nécessitent de plus la mise à disposition d’une source froide pour y dissiper les calories, de grande capacité d’échange thermique, l’échange convectif avec l’air sous capot étant très souvent insuffisant. Les éléments associés au moteur thermique, tels que la boîte de vitesses automatique électrique ou la transmission à double embrayage électrique, nécessitent également d’être refroidis alors que le véhicule roule en mode électrique de propulsion ou de traction avec le moteur thermique arrêté.
[0014] Le problème à la base de la présente invention est, pour un véhicule hybride rechargeable à batterie de traction du moteur électrique, d’obtenir une meilleure gestion de la température des éléments associés au moteur thermique et de la batterie de traction du moteur électrique du véhicule automobile, aussi bien pour les porter à une température optimale de fonctionnement par exemple par température extérieure froide que de les refroidir lors de leur fonctionnement, ainsi que de réduire la consommation énergétique de la climatisation de l’habitacle notamment par climat tempéré ainsi que d’améliorer drastiquement la réfrigération de l’habitacle par climat chaud.
[0015] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention une installation thermique pour un véhicule hybride comprenant un moteur thermique associé à un moteur électrique comportant :
- un premier circuit de refroidissement à fluide caloporteur comportant une pompe et un radiateur basse température pour refroidir le fluide ayant traversé le moteur électrique et des premiers éléments associés au moteur électrique,
- un deuxième circuit de refroidissement à fluide caloporteur comportant une première boucle fluidique comprenant un radiateur haute température pour refroidir le fluide ayant traversé le moteur thermique et des deuxièmes éléments associés au moteur thermique, et une seconde boucle fluidique comprenant une pompe auxiliaire et partant du moteur thermique, traversant un aérotherme et retournant au moteur thermique,
- un circuit frigorigène à fluide réfrigérant comportant au moins une première branche frigorigène portant un premier évaporateur en échange thermique avec l’air de l’habitacle du véhicule, dans laquelle le fluide réfrigérant absorbe de la chaleur en changeant d’état physique, caractérisée en ce que la première branche frigorigène comporte un condenseur auxiliaire de fluide réfrigérant en échange thermique sélectivement avec, d’une part, une première boucle de fluide caloporteur en échange thermique avec le premier circuit de fluide caloporteur en aval du radiateur basse température ou en échange thermique avec la première boucle fluidique du deuxième circuit de fluide en aval du radiateur haute température, ou, d’autre part, une boucle auxiliaire de fluide caloporteur de la seconde boucle fluidique du deuxième circuit de fluide caloporteur en dérivation d’une portion de la seconde boucle fluidique en amont de l’aérotherme, le condenseur auxiliaire de fluide réfrigérant étant disposé dans le circuit frigorigène en série et en amont du condenseur de fluide réfrigérant en échange thermique avec l’air extérieur.
[0016] Avantageusement, la première boucle de fluide caloporteur est en dérivation d’une branche en retour du premier circuit ou du deuxième circuit de fluide caloporteur en aval du radiateur respectif et des premiers éléments associés au moteur électrique ou respectivement du deuxième circuit de fluide caloporteur en aval du radiateur haute température en direction du moteur thermique, la première boucle de fluide caloporteur retournant dans le premier circuit de refroidissement en amont du moteur électrique et des premiers éléments associés au moteur électrique ou respectivement dans une branche de retour du deuxième circuit de refroidissement en amont du moteur thermique, la première boucle de fluide caloporteur comprenant un premier moyen de connexion fluidique à deux entrées et deux sorties, avec une première entrée alimentée en fluide caloporteur par la branche en retour du premier circuit ou du deuxième circuit, une première sortie du fluide caloporteur vers le condenseur auxiliaire par la première boucle de fluide caloporteur, une deuxième entrée recevant le fluide caloporteur en retour du condenseur auxiliaire par la première boucle de fluide caloporteur et une deuxième sortie retournant le fluide caloporteur dans la branche de retour du premier circuit en amont du moteur électrique et des premiers éléments associés au moteur électrique ou respectivement dans la branche de retour du deuxième circuit de refroidissement en amont du moteur thermique.
[0017] Avantageusement, la branche de retour vers le moteur thermique du deuxième circuit haute température débouche dans une entrée d’un boîtier de sortie de fluide caloporteur du moteur thermique et quitte le boîtier de sortie par une sortie alimentant une conduite sous l’action d’une pompe en direction du moteur thermique.
[0018] Avantageusement, le boîtier de sortie de fluide caloporteur du moteur thermique présente deux compartiments communiquant entre eux par une ouverture fermée par un clapet pressostatique et/ou un clapet solidaire d’un thermostat, avec, dans un premier compartiment, un thermostat fermant une sortie vers le radiateur du circuit haute température, le premier compartiment présentant une entrée directement raccordée au moteur thermique et une sortie alimentant la seconde boucle fluidique d’échange de chaleur à fluide caloporteur chaud traversant l’aérotherme, l’entrée de la branche de retour du deuxième circuit et la sortie en direction du moteur thermique étant logées dans un deuxième compartiment.
[0019] Avantageusement, le deuxième compartiment comporte une entrée pour fluide caloporteur en provenance d’un échangeur de chaleur fluide de refroidissement/huile de lubrification du moteur thermique, une boucle d’échange de chaleur pour une boîte de vitesses automatique étant raccordée à la branche de retour du deuxième circuit en amont de l’entrée de la branche de retour du deuxième circuit.
[0020] Avantageusement, la première boucle de fluide caloporteur et la branche en retour du premier circuit ou du deuxième circuit de fluide caloporteur en aval du radiateur respectif comprennent au moins trois moyens de connexion fluidique permettant l’alimentation fluidique d’une boucle de réchauffement ou de refroidissement d’une batterie de traction respectivement par du fluide caloporteur de la première boucle ou par du fluide caloporteur de la branche en retour du premier circuit ou du deuxième circuit de fluide, un troisième moyen de connexion fluidique raccordant dans une position la boucle de réchauffement ou de refroidissement de la batterie de traction à un refroidisseur en échange de chaleur avec une branche du circuit frigorigène, la branche en retour du premier circuit ou du deuxième circuit de fluide caloporteur refroidissant un chargeur et un onduleur du moteur électrique en plus du moteur électrique, une branche en aval du moteur électrique du premier circuit caloporteur revenant au radiateur basse température.
[0021] Avantageusement, la boucle auxiliaire de fluide caloporteur de la seconde boucle fluidique du deuxième circuit de fluide en dérivation d’une portion de la seconde boucle fluidique en amont de l’aérotherme comprend un premier moyen de connexion fluidique auxiliaire à deux entrées et deux sorties avec une première entrée alimentée en fluide caloporteur de la boucle auxiliaire en amont de l’aérotherme, une première sortie du fluide caloporteur vers le condenseur auxiliaire par la boucle auxiliaire, une deuxième entrée recevant le fluide caloporteur en retour du condenseur auxiliaire par la deuxième boucle et une deuxième sortie retournant le fluide caloporteur vers la deuxième boucle en amont de l’aérotherme.
[0022] Avantageusement, la boucle auxiliaire de fluide caloporteur de la seconde boucle fluidique du deuxième circuit de fluide comprend un deuxième moyen de connexion fluidique auxiliaire à deux entrées et deux sorties avec une première entrée recevant le fluide caloporteur en retour du condenseur auxiliaire par la boucle auxiliaire, une première sortie du fluide caloporteur vers un échangeur de chaleur d’une batterie de traction du moteur électrique, une deuxième entrée en retour de l’échangeur de chaleur de la batterie de traction et une deuxième sortie retournant le fluide caloporteur vers la deuxième entrée du premier moyen de connexion fluidique auxiliaire.
[0023] Avantageusement, une branche de dérivation est insérée dans le circuit frigorigène entre l’amont et l’aval du condenseur fluide réfrigérant/air extérieur.
[0024] L’invention concerne aussi un procédé de gestion de la température dans une telle installation thermique, caractérisé en ce que la chaleur dissipée dans le condenseur auxiliaire de fluide réfrigérant disposé dans le circuit frigorigène en amont du condenseur de fluide réfrigérant en échange thermique avec l’air extérieur est récupérée, pour le chauffage de l’air de l’habitacle du véhicule automobile, par la deuxième boucle fluidique de fluide caloporteur de la seconde boucle fluidique du deuxième circuit de fluide caloporteur en dérivation d’une portion de la seconde boucle fluidique en amont de l’aérotherme, en étant récupérée par l’aérotherme, ou pour le chauffage d’une première boucle de réchauffement du fluide caloporteur en échange thermique avec le premier circuit de fluide caloporteur en aval du radiateur basse température, ou pour le chauffage d’éléments associés au moteur thermique ou au moteur électrique.
[0025] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels :
- les figures 1 à 9 montrent une installation thermique pour un véhicule hybride comprenant un moteur thermique associé à un moteur électrique selon une première variante dans différentes conditions respectives de fonctionnement,
- les figures 10 à 12 montrent une installation thermique pour un véhicule hybride comprenant un moteur thermique associé à un moteur électrique selon une deuxième variante dans différentes conditions respectives de fonctionnement,
- les figures 13 à 16 montrent une installation thermique pour un véhicule hybride comprenant un moteur thermique associé à un moteur électrique selon une troisième variante dans différentes conditions respectives de fonctionnement.
[0026] Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité.
[0027] Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.
[0028] En se référant à toutes les figures, la présente invention concerne une installation thermique pour un véhicule hybride comprenant un moteur thermique 1 associé à un moteur électrique 20 comportant un premier circuit de refroidissement basse température 19 à fluide caloporteur comportant une pompe 19b et un radiateur basse température 19a pour refroidir le fluide caloporteur ayant traversé le moteur électrique 20 et des premiers éléments 21, 18 associés au moteur électrique 20.
[0029] L’installation comprend aussi un deuxième circuit de refroidissement haute température à fluide caloporteur comportant une première boucle fluidique 2b, 2c comprenant un radiateur haute température 2d pour refroidir le fluide caloporteur ayant traversé le moteur thermique 1 et des deuxièmes éléments 12, 12b, 4 associés au moteur thermique 1, et une seconde boucle fluidique 5 comprenant une pompe auxiliaire et partant du moteur thermique 1, traversant un aérotherme 5a et retournant au moteur thermique 1. De plus, l’installation comprend un circuit frigorigène 6 à fluide réfrigérant comportant au moins une première branche frigorigène portant un premier évaporateur 6a en échange thermique avec l’air de l’habitacle, au travers duquel 6a le fluide réfrigérant absorbe la chaleur de l’air de l’habitacle en changeant d’état physique.
[0030] Selon l’invention, la première branche frigorigène comporte un condenseur auxiliaire 6d de fluide réfrigérant en échange thermique sélectivement avec, d’une part, une première boucle de fluide caloporteur en échange thermique avec le premier circuit de fluide caloporteur 19 en aval du radiateur basse température 19a ou en échange thermique avec la première boucle fluidique 2b, 2c du deuxième circuit de fluide en aval du radiateur haute température 2d, ou, d’autre part, une boucle auxiliaire de fluide caloporteur de la seconde boucle fluidique 5 du deuxième circuit de fluide en dérivation d’une portion de la seconde boucle fluidique 5 en amont de l’aérotherme 5a, le condenseur auxiliaire 6d de fluide réfrigérant étant disposé dans le circuit frigorigène 6 en série et en amont du condenseur 6c de fluide réfrigérant en échange thermique avec l’air extérieur.
[0031] Le second condenseur auxiliaire 6d, de type à fluide caloporteur, transmet par climat tempéré et ambiance froide ses calories à l’habitacle et prodigue par climat chaud une puissance de condensation supplémentaire. Son refroidissement nécessite son intégration à un circuit caloporteur basse température : soit celui consacré au refroidissement des organes électriques et électroniques de la chaîne de traction, soit le second mis en oeuvre pour refroidir la transmission électrique.
[0032] Afin de gérer la thermique de la transmission 4, une partie de la première boucle fluidique 2b, 2c du circuit caloporteur haute température, dont le radiateur de refroidissement 2d et l’échangeur fluide caloporteur / huile de lubrification 4a de la transmission 4, est dissociée de ce circuit et génère un second circuit caloporteur basse température, le premier étant mis en oeuvre pour refroidir les organes électriques et électroniques de la chaîne de traction : moteurs électriques 20 et leurs onduleurs 18, et le chargeur 21 de la batterie 22 haute tension.
[0033] Le second condenseur auxiliaire 6d à fluide caloporteur, refroidi indirectement par l’air extérieur en usage conventionnel, via un fluide de refroidissement basse température comme fluide caloporteur intermédiaire, est inséré sur le circuit frigorigène 6 en sortie du compresseur 6b, et sur des circuits basse température et haute température, notamment, comprenant l’aérotherme 5a pour le chauffage de l’habitacle dans certains cas de vie, et le, ou les radiateurs 19a, 2d de refroidissement des organes de la chaîne de traction : moteur thermique 1, transmission 4 par l’échangeur de chaleur 4a, composants électroniques d’une chaîne de traction électrifiée. La chaleur dégagée par la compression du fluide frigorigène et dissipée à travers ce condenseur auxiliaire 6d est judicieusement mise à profit pour le chauffage de l’air de l’habitacle et d’organes de la chaîne de traction tels que le moteur thermique 1 et la transmission électrique 4, si la chaleur est dissipée sur le fluide caloporteur haute température, plutôt que perdue par dissipation à l’air extérieur à travers le condenseur 6c à air conventionnel.
[0034] La dissipation de cette chaleur au circuit caloporteur basse température prodigue dans certaines situations de vie, le chauffage d’organes de la chaîne de traction tels que la batterie haute tension de traction et/ou la transmission électrique, afin d’en améliorer la disponibilité, d’en réduire les pertes thermiques, d’améliorer les prestations en mode électrique pur du véhicule, d’en réduire la consommation électrique et/ou de carburant, et d’en augmenter l’autonomie en roulage tout électrique. De plus il est assuré dans certaines autres situations de vie, le refroidissement du condenseur auxiliaire 6d à fluide caloporteur nécessaire à la réalisation d’une première phase de condensation, avant la deuxième, à l’issue de la première, en série et en aval de celle-ci, au sein du condenseur 6c conventionnel, à air, l’ensemble améliorant la réfrigération de l’habitacle du véhicule par ambiance extérieure chaude.
[0035] A ces fins, sont judicieusement mis en oeuvre en différents endroits du système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule, constituée des circuits frigorigène et de thermorégulation de la chaîne de traction, des moyens de connexion du circuit caloporteur haute température au second circuit caloporteur basse température. Il est aussi ajouté le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement initiant la synergie entre ces circuits frigorigène et de thermorégulation de la chaîne de traction, en dissipant ou absorbant les calories de l’un sur l’autre et vice-versa. De plus, il est prévu des moyens de connexion et de déconnexion fluidique de ce condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement aux premier 19 et deuxième circuits caloporteurs basse température, au circuit caloporteur haute température ou au circuit caloporteur très basse température 25 de la batterie 22.
[0036] Il est assuré une possibilité de contournement par le fluide frigorigène du condenseur 6c à air, pour d’une part récupérer la chaleur issue du travail du compresseur 6b et la restituer à l’aérotherme 5a de chauffage de l’habitacle et, d’autre part, privilégier la condensation du fluide frigorigène par le condenseur auxiliaire 6d à fluide caloporteur en climat tempéré. Un second étage de condensation prodigué par le condenseur 6c conventionnel, permet d’améliorer la réfrigération de l’habitacle en climat chaud en particulier durant la phase de convergence du confort thermique dans l’habitacle en roulage électrique pur.
[0037] En plus de la résolution des problèmes évoqués plus haut, l’installation thermique mise en oeuvre selon la présente invention assure une meilleure autonomie du véhicule en mode tout électrique pour les climats frais et tempérés par ambiance extérieure froide, à une température extérieure inférieure à 15°C à 20°Çce qui constitue des situations de vie à forte occurrence. L’installation thermique améliore la performance de condensation du fluide frigorigène, nécessaire à l’amélioration de la réfrigération de l’habitacle du véhicule et à la gestion thermique de la batterie haute tension de traction et réduit la consommation, notamment électrique, due à la climatisation, dans les modes de chauffage et de réfrigération, du véhicule à iso-prestations pour en augmenter l’autonomie par climat chaud.
[0038] L’installation thermique prodigue aussi un meilleur désembuage de l’habitacle du véhicule en permettant le mode de recirculation de l’air dans l’habitacle par climat froid, autorise le préconditionnement thermique de la chaîne de traction, notamment de la batterie de traction 22, du moteur thermique 1, de la transmission 4, pendant la phase de préconditionnement thermique de l’habitacle, le véhicule de type hybride rechargeable ou électrique à batterie de traction étant raccordé à une source d’énergie externe au véhicule lors d’un rechargement, et pendant le roulage en mode tout électrique, permettant un gain de consommation en énergie électrique et/ou en carburant.
[0039] L’installation thermique selon l’invention présente enfin un système de gestion de la température dans l’installation thermique et notamment de climatisation, en mode chauffage, du véhicule à efficacité énergétique, c’est-à-dire en considérant le bilan entre la performance de chauffage et la consommation d’énergie électrique et de carburant, intermédiaire entre les systèmes connus de l’état de l’art, de types chauffage électrique ou pompe à chaleur, à un coût intermédiaire entre ces systèmes, et abordable, avec une performance de réfrigération supérieure.
[0040] Aux figures, il est montré une installation thermique assurant la gestion thermique du moteur thermique 1 et du moteur électrique 20 ainsi que de leurs éléments associés. Dans certains modes de fonctionnement, l’installation assure également le refroidissement de la transmission électrique 4, ceci avantageusement par un échangeur de chaleur 4a adjacent ou incorporé à la transmission électrique 4 qui est avantageusement adjacente à un boîtier de sortie 9 de fluide caloporteur.
[0041] L’installation thermique comprend une boucle de circulation de fluide caloporteur, assurant non limitativement une fonction de refroidissement en interne du moteur thermique 1. Le fluide de refroidissement y est refoulé au sein d’un noyau de fluide interne au carter-cylindres et à la culasse par une pompe 2a à fluide caloporteur dédiée dite principale, attelée au moteur thermique 1 et donc entraînée par la rotation de celui-ci, débrayable ou pas dans certaines situations d’usage du moteur 1 telles par exemple sa montée en température, ou électrique de sorte que la rotation de la pompe ne dépende pas de celle du moteur thermique 1.
[0042] La boucle de circulation du fluide caloporteur en interne du moteur thermique 1 débouche dans un boîtier de sortie 9 assurant la distribution du fluide de refroidissement en sortie du moteur 1 vers les différentes branches du circuit caloporteur haute température, en particulier dans la seconde boucle fluidique 5 vers l’aérotherme 5a de chauffage de l’habitacle et dans la première boucle fluidique 2b de fluide caloporteur vers le radiateur haute température 2d de refroidissement par l’air extérieur du fluide caloporteur en sortie du moteur thermique 1.
[0043] La branche de retour 2c du deuxième circuit haute température vers le moteur thermique 1 peut déboucher dans une entrée d’un boîtier de sortie 9 de fluide et quitte le boîtier de sortie 9 par une sortie alimentant une conduite sous l’action d’une pompe en direction du moteur thermique. Le boîtier de sortie 9 peut présenter deux compartiments 9a, 9b communiquant entre eux par une ouverture fermée par un thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1.
[0044] Le premier compartiment 9a peut présenter une entrée directement raccordée au moteur thermique 1 et une sortie alimentant le circuit auxiliaire d’échange de chaleur à fluide caloporteur chaud, l’entrée de la branche de retour 2c du deuxième circuit haute température et la sortie en direction du moteur thermique 1 étant logées dans un deuxième compartiment 9b. Le deuxième compartiment 9b peut comporter une entrée pour fluide caloporteur en provenance d’un échangeur de chaleur 12 fluide de refroidissement/huile de lubrification du moteur thermique 1, une boucle d’échange de chaleur pour la transmission électrique 4 étant raccordée à la branche de retour 2c du deuxième circuit haute température en amont de l’entrée de la branche de retour du deuxième circuit haute température.
[0045] La répartition du débit de fluide de refroidissement à travers le radiateur haute température 2d est commandé par un thermostat 11 de thermorégulation, piloté électriquement ou non, par exemple, comme illustré en figure 1, implanté dans le boîtier de sortie 9 de fluide en sortie du moteur thermique 1, ou alternativement à l’aspiration de la pompe 2a à fluide de refroidissement en entrée de fluide caloporteur du moteur thermique 1.
[0046] En variante, la thermorégulation du moteur thermique 1 et de la transmission 4 met en œuvre au sein du circuit caloporteur haute température un dispositif de régulation thermique électronique, gérant chaque branche du circuit haute température, présentant ou non un thermostat, sans changer les portées de la présente invention. Selon l’état de la technique, l’échangeur fluide caloporteur / huile de lubrification 4a de la transmission électrique 4, de type boîte de vitesses automatique électrique ou boîte à double embrayage électrique, est disposé sur la branche refroidie 2c du deuxième circuit en sortie du radiateur haute température 2d retournant en entrée de la pompe 2c à fluide de refroidissement du moteur, de sorte que l’huile de lubrification de la boîte de vitesses automatique électrique 4 est, moteur 1 tournant et thermostat 11 ouvert, refroidie par le fluide de refroidissement en sortie du radiateur 2d haute température, donc alors le plus froid du circuit dans ces conditions de fonctionnement.
[0047] La circulation de fluide de refroidissement en interne du moteur thermique 1 peut s’effectuer également, en parallèle du noyau de fluide interne au moteur, à travers un échangeur 12 fluide caloporteur / huile de lubrification du moteur 1 et un carter de turbine 12b du turbocompresseur, en une branche débouchant dans le boîtier de sortie 9 de fluide caloporteur du moteur thermique 1 à l’aspiration de la pompe 2a à fluide de refroidissement. Cette branche est dotée d’une pompe à fluide de refroidissement additionnelle, typiquement électrique permettant, moteur 1 coupé et pompe 2a à fluide de refroidissement principale non tournante, d’assurer une circulation minimale de fluide de refroidissement à travers le carter de turbine 12b afin d’éviter la cokéfaction de l’huile et l’ébullition du fluide de refroidissement haute température et de maintenir le refroidissement des paliers de la turbine.
[0048] Dans la seconde boucle fluidique 5 du circuit caloporteur haute température, l’aérotherme 5a est alimenté par du fluide de refroidissement en sortie du moteur thermique 1 distribué par le boîtier de sortie 9 de fluide et restitué à sa sortie en entrée de la pompe 2a à fluide de refroidissement principale. La circulation de fluide caloporteur à travers l’aérotherme 5a est judicieusement assistée par une deuxième pompe à fluide de refroidissement additionnelle, elle aussi typiquement électrique, alors que, la pompe principale 2a étant de type attelée ou débrayée, le moteur thermique 1 ne tourne pas ou tourne à faible régime.
[0049] Une boîte de dégazage 17 est disposée sur le circuit caloporteur haute température afin d’en assurer notamment la pressurisation et le dégazage en fonctionnement. Ce dégazage est par exemple assuré depuis la boîte à fluide de refroidissement d’entrée du radiateur 12d, de sorte que le fluide de refroidissement arrivant à la boîte de dégazage 17 depuis le radiateur 12d n’en a pas traversé le faisceau et n’a donc pas échangé de calories avec l’air extérieur. En alternative, un second tuyau de dégazage est mis en œuvre entre le moteur thermique 1, depuis le noyau de fluide caloporteur en interne de la culasse, depuis le boîtier de sortie 9 de fluide, depuis le noyau de fluide caloporteur en interne du carter de turbine 12b, etc., et la boîte de dégazage 17.
[0050] Le circuit frigorigène 6 assurant en boucle fermée la réfrigération de l’habitacle du véhicule comprend de façon conventionnelle un évaporateur 6a au sein duquel le fluide frigorigène absorbe la chaleur de l’air habitacle en changeant d’état physique, c’est-à-dire en passant en phase gazeuse. Après avoir traversé l'évaporateur 6a, le gaz frigorigène passe dans un détendeur, de type électronique ou thermostatique. En sortie de l’évaporateur 6a, le gaz frigorigène circule dans les canalisations du circuit frigorigène jusqu'à un compresseur 6b qui le comprime. S’agissant d’un véhicule hybride rechargeable, le compresseur 6b de climatisation est préférentiellement entraîné électriquement, indépendamment de la rotation du moteur thermique 1. Le gaz frigorigène haute pression en sortie du compresseur 6b est introduit dans un condenseur 6c au sein duquel le gaz frigorigène cède sa chaleur à l’air extérieur le traversant grâce à l’avancement du véhicule et/ou au fonctionnement du groupe moto-ventilateur.
[0051] Ce faisant, le fluide frigorigène change à nouveau d’état physique et repasse en phase liquide. Le condenseur 6c intègre un réservoir déshydratant dont la fonction est de séparer les phases liquide et vapeur du fluide frigorigène pour ne libérer du condenseur 6c que la phase liquide du fluide. En sortie du condenseur 6c, le fluide frigorigène s’achemine à travers les canalisations jusqu’à l’évaporateur 6a en traversant le détendeur.
[0052] Par climat tempéré, lorsqu’il est nécessaire de déshumidifier l’habitacle, la réfrigération est activée notamment en entraînant le compresseur 6b de climatisation afin d'assécher l'air de l'habitacle tout en le réchauffant, par exemple en alimentant un chauffage électrique de forte puissance et/ou à travers l’aérotherme 5a de la seconde boucle fluidique 5 du circuit caloporteur haute température, afin de maintenir une température adaptée dans l'habitacle.
[0053] Le circuit frigorigène 6 peut intégrer un deuxième évaporateur 6e disposé en parallèle du premier 6a assurant la gestion thermique d’une batterie 22 de traction reliée au moteur électrique 20 et dont les exigences de température maximale au titre de sa fiabilité, de température moyenne au titre de sa durabilité et de température minimale au titre de sa disponibilité requièrent la mise en oeuvre du circuit frigorigène 6.
[0054] A l’image du premier évaporateur 6a, le deuxième évaporateur 6e est géré par son propre détendeur et les branches du circuit frigorigène 6 portant chacun d’eux intègrent en amont un moyen de déconnexion, par exemple sous la forme d’une vanne ouverte/fermée, de chacune d’elles mises en oeuvre au sein du circuit frigorigène 6.
[0055] Ces moyens de déconnexion permettent de rendre inactif l’un ou l’autre des évaporateurs 6a, 6e lorsque le besoin associé, de réfrigération de l’habitacle pour le premier 6a et de gestion thermique de la batterie 22 pour le deuxième 6e, n’est pas requis, afin de s’affranchir des risques de givrage/glaçage de l’évaporateur non sollicité et d’accumulation dans la branche inactive de l’huile de lubrification du compresseur 6b contenue dans le fluide frigorigène, si en amont le compresseur 6b ou le circuit frigorigène 6 n’est pas doté d’un moyen de séparation de l’huile du fluide frigorigène et de rétention de l’huile pour réduire la circulation de l’huile dans le circuit frigorigène 6 et limiter la perte d’huile lors des opérations de maintenance du circuit.
[0056] Le premier circuit caloporteur basse température 19 constitue le circuit de refroidissement des organes électriques et/ou électroniques 18, 20, 21 de la partie électrifiée de la chaîne de traction, principalement le ou les moteurs électriques 20 et leurs onduleurs 18 associés en série ou en alternative, en parallèle à d’autres, ou tous en parallèle les uns des autres. Une pompe 19b à fluide caloporteur, par exemple de type électrique, assure la circulation dans le premier circuit basse température 19, dans le sens conventionnel depuis l’organe le plus sensible, requérant la température la plus faible du fluide de refroidissement basse température à son entrée, typiquement jusqu’à 60°C, à l’organe le moins sensible thermiquement, autorisant une température plus élevée du fluide de refroidissement basse température à son entrée, typiquement jusqu’à 80 à 100°C.
[0057] Ces niveaux de température, que ne pourrait durablement et sur l’exhaustivité des situations de vie satisfaire le deuxième circuit caloporteur haute température, requièrent la mise en oeuvre d’un tel premier circuit caloporteur basse température 19, que vient compléter un radiateur basse température 19a disposé en face avant du véhicule en face des entrées d’air de sa calandre, en amont du radiateur haute température 2d vu du flux d’air extérieur.
[0058] Ce radiateur basse température 19a sera préférentiellement également disposé en aval du condenseur 6c, mais il peut aussi être disposé en amont du condenseur 6c si toutefois le radiateur basse température 19a ne recouvre pas par sa surface d’échange thermique celle de la passe de sous-refroidissement pratiquée au sein du condenseur 6c, souvent en partie basse de celui-ci, sur quelques rangées de tubes.
[0059] Ce premier circuit caloporteur basse température 19 sera judicieusement connecté à la boîte de dégazage 17 afin de permettre en après-vente et en usine de montage le remplissage des circuits caloporteurs haute température et basse température en une seule opération, mais aussi de sorte à n’autoriser aucun échange de fluide de refroidissement en et hors fonctionnement entre le premier circuit basse température et le deuxième circuit haute température.
[0060] La gestion thermique de la batterie haute tension de traction 22 est assurée en un circuit caloporteur 25 dédié de fluide de refroidissement dit très basse température de par sa connexion fluidique au circuit frigorigène 6 via le deuxième évaporateur 6e. En variante, le premier circuit caloporteur basse température 19 peut également assurer une partie de la gestion thermique de la batterie 22, en une branche dédiée de ce circuit caloporteur basse température 19 disposée en sortie du radiateur basse température 19a, soit en série avec les autres organes électriques et/ou électroniques 18, 20, 21, alors en premier dans le sens d’écoulement du fluide de refroidissement basse température, compte tenu des niveaux de température de la batterie 22 requis : pas plus de 40°C au titre de sa durabilité, soit en parallèle de la branche portant les autres organes électriques et/ou électroniques 18, 20, 21, et dans les deux cas connectée fluidiquement au deuxième évaporateur 6e du fluide frigorigène 6 compte tenu du niveau thermique requis par la batterie 22 et des possibilités de refroidissement permises par le circuit caloporteur basse température 19.
[0061] Dans cette variante, la branche dédiée du premier circuit caloporteur basse température 19 assurant la gestion thermique de la batterie 22 doit de plus être dotée de moyens de connexion/déconnexion de cette branche de fluide de refroidissement basse température au reste du circuit basse température 19 et de déconnexion/connexion au deuxième évaporateur 6e du fluide frigorigène 6, respectivement quand la disponibilité de refroidissement du circuit basse température 19 permet d’assurer seul la gestion thermique de la batterie 22 et quand celle-ci nécessite que la branche de fluide de refroidissement basse température 19 qui lui est dédiée soit retirée du circuit basse température 19 et connectée au deuxième évaporateur 6e du fluide frigorigène 6, formant alors le circuit très basse température 25.
[0062] La thermorégulation de la batterie haute tension de traction 22 peut également être assurée selon d’autres variantes de circuit caloporteur, par exemple avec de l’air habitacle, de l’air habitacle en un groupe de chauffage, ventilation et climatisation dédié, par mise en contact thermique direct des cellules ou modules de cellules avec le deuxième évaporateur 6e sans fluide caloporteur intermédiaire, etc., sans sortir du cadre de la présente invention.
[0063] Il est possible que la branche comprenant le condenseur 6d en échange thermique avec un fluide caloporteur contourne le condenseur 6c à air et le réservoir déshydratant qui lui est d’ordinaire intégré. Une première possibilité est de délocaliser ce réservoir sur le circuit frigorigène 6 en aval du raccordement du conduit de contournement du condenseur 6c à air sur la branche de sortie du condenseur 6c à air, permettant d’avoir un réservoir déshydratant toujours en service.
[0064] Or, il est connu de l’état de l’art qu’à l’image de son intégration au condenseur 6c à air, le réservoir déshydratant soit également intégré au condenseur 6d à fluide de refroidissement, par exemple lorsque ce condenseur est le seul échangeur réalisant la condensation du fluide frigorigène. Aussi, afin de ne pas impacter la gestion de la diversité et les processus de fabrication chez les fournisseurs de composants, une deuxième possibilité est d’associer en amont d’un condenseur 6c à air intégrant un réservoir déshydratant, un condenseur 6d à fluide de refroidissement intégrant un réservoir déshydratant.
[0065] La figure 1 décrit la constitution du système de gestion de la température dans une installation thermique mise en oeuvre sur un véhicule hybride rechargeable, dans un premier mode de fonctionnement tel que le thermostat 11 de thermorégulation du moteur à combustion interne 1 est fermé, qu’il soit ou non tournant, car le moteur thermique 1 est froid ou en phase de montée en température ; la transmission électrique, notamment une boîte de vitesses automatique 4 électrique ou une transmission à double embrayage électrique, nécessite d’être refroidie à travers son échangeur de chaleur 4a ; la batterie haute tension 22 de traction du véhicule ne requiert pas de refroidissement; les autres organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18 de la partie électrifiée de la chaîne de traction, dont les moteurs électriques 20 et leurs onduleurs 18, nécessitent d’être refroidis et l’habitacle requiert d’être réchauffé.
[0066] Le circuit frigorigène 6 est ici inactif. Le compresseur 6b électrique est alors désactivé, le moyen de contournement du condenseur 6c à air, dit vanne réfrigérante 16, occupe une position de repos, par exemple désactivant ce contournement, et les vannes ouverte/fermée associées à chaque évaporateur 6a, 6e sont également en position de repos.
[0067] Dans cette situation de vie, le besoin de refroidissement des organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18 de la partie électrifiée de la chaîne de traction, dont les moteurs électriques 20 et leurs onduleurs 18, est assuré par l’activation de la pompe 19b à fluide de refroidissement électrique du circuit caloporteur basse température, qui propulse le fluide de refroidissement basse température au sein des organes 20, 21, 18.
[0068] Les calories dissipées par le fonctionnement des organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18, ainsi absorbées par transfert thermique convectif par le fluide de refroidissement basse température sont ensuite évacuées à l’air extérieur à travers le radiateur basse température 19a.
[0069] Le premier circuit de refroidissement basse température 19 peut comprendre un premier moyen de connexion fluidique 8 à deux entrées A, D et deux sorties B, C, avec une première entrée A alimentée en fluide caloporteur par la branche en retour du premier circuit caloporteur basse température 19, une première sortie B du fluide caloporteur basse température vers le condenseur auxiliaire 6d, une deuxième entrée D recevant le fluide caloporteur en retour du condenseur auxiliaire 6d et une deuxième sortie C retournant le fluide caloporteur dans la branche de retour du premier circuit 19 basse température en amont du chargeur 21 et des premiers éléments 18 associés au moteur électrique 20.
[0070] Le premier moyen de connexion fluidique 8 du condenseur auxiliaire 6d à fluide caloporteur au circuit de refroidissement basse température 19 est dit vanne basse température. Ce premier moyen de connexion 8 est disposé au plus près de la sortie du radiateur basse température 19a et prend dans ce premier mode de fonctionnement une position mettant en communication les voies A-C et B-D, qui contourne le condenseur 6d à fluide caloporteur, les voies B-D étant inactives, et qui relie la sortie du fluide de refroidissement basse température du radiateur basse température 19a à l’entrée de la pompe 19b à fluide de refroidissement basse température.
[0071] La pompe basse température 19b aspire le fluide de refroidissement basse température en sortie du radiateur basse température 19a et le refoule au sein des organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18. La batterie haute tension 22 de traction du véhicule ne requérant pas de refroidissement, le deuxième évaporateur 6e du circuit frigorigène 6 est inactif et, soit une circulation minimale de fluide de refroidissement dans le circuit caloporteur très basse température 25 raccordé au deuxième évaporateur 6e est activée, via la pompe à fluide de refroidissement associée à la batterie 22, uniquement pour acquérir la température du fluide de refroidissement basse température raccordé au deuxième évaporateur 6e par une sonde de température non représentée et uniformiser les températures au sein du radiateur interne de refroidissement de la batterie 22, soit la pompe à fluide de refroidissement batterie 22 est désactivée pour inhiber au moins temporairement la circulation de fluide de refroidissement dans une branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e.
[0072] Dans une forme de réalisation, la seconde boucle fluidique 5 de fluide caloporteur peut ainsi comprendre, en amont de l’aérotherme 5a en échange thermique avec l’air entrant dans l’habitacle, un moyen de connexion fluidique 13 à deux entrées et deux sorties avec une première entrée A recevant le fluide caloporteur en sortie du compartiment 9a du boîtier de sortie 9 du fluide caloporteur haute température du moteur thermique 1 par la seconde boucle fluidique 5 de fluide caloporteur. Le moyen de connexion fluidique 13 peut comprendre une première sortie B du fluide caloporteur vers l’aérotherme 5a, une deuxième entrée D de fluide caloporteur en retour du condenseur auxiliaire 6d à fluide caloporteur et une deuxième sortie C guidant le fluide caloporteur vers l’entrée du condenseur auxiliaire 6d.
[0073] Dans cette situation de vie, le thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1 est fermé, inhibant toute circulation de fluide de refroidissement dans la branche radiateur 2b, 2c du deuxième circuit caloporteur haute température. Le moyen de connexion fluidique 13 du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement à la seconde boucle fluidique 5 prend une position mettant en communication des voies A-B et C-D, qui dans ce premier mode de fonctionnement contourne le condenseur 6d à fluide caloporteur, les voies C-D étant inactives, et qui relie la sortie du fluide de refroidissement du moteur thermique 1 à l’entrée de l’aérotherme 5a, les voies A-B étant actives.
[0074] [0075] Si le moteur thermique 1 est tournant, il est alors en phase de montée en température et les calories dissipées par la combustion, les gaz chauds et les frottements sont partiellement dissipées au fluide de refroidissement mis à contribution au sein de l’aérotherme 5a pour réchauffer l’habitacle et, si la rotation du moteur 1 est suffisante pour fournir à l’aérotherme 5a le débit de fluide de refroidissement requis, la deuxième pompe à fluide de refroidissement additionnelle disposée sur la seconde boucle fluidique 5 comportant l’aérotherme 5a est inactive et passivement passante, sinon cette pompe assiste la fourniture d’un débit minimal de fluide caloporteur.
[0076] Si le moteur thermique 1 est non tournant, l’activation de cette pompe additionnelle, ou de la pompe principale 2a si électrique, permet d’assurer une circulation minimale du débit de fluide de refroidissement en provenance du moteur 1 au sein de l’aérotherme 5a par la seconde boucle fluidique 5, et d’exploiter ainsi, pendant un certain temps, la chaleur stockée dans le fluide de refroidissement par capacités thermiques de la structure moteur, à travers les matières du carter-cylindres, de la culasse, etc., et du fluide de refroidissement.
[0077] Bien souvent, dans cette situation de vie, que le moteur thermique 1 soit ou non tournant, cette configuration requiert la mise en oeuvre d’une autre source de chauffage, électrique, non représentée sur les figures, sous la forme d’un réchauffeur indirect sur le fluide de refroidissement haute température en amont de l’aérotherme 5a ou directement sur l’air entrant dans l’habitacle et qui, dans cette situation de vie, est actif et complète les calories fournies dans le fluide de refroidissement haute température en sortie du moteur thermique 1, insuffisantes pour assurer la prestation de chauffage habitacle.
[0078] Dans cette situation de vie, la transmission électrique 4 requiert d’être refroidie. Or, selon l’état de l’art, la connexion fluidique de l’échangeur fluide caloporteur / huile de lubrification 4a, dit ci-après échangeur fluide/huile de la boîte de vitesses automatique 4 électrique, à la branche refroidie 2c en sortie du radiateur haute température 2d empêche, alors que le thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1 est fermé, son refroidissement. De plus, le possible non fonctionnement du moteur thermique 1 inhibe la circulation du fluide de refroidissement au sein du deuxième circuit caloporteur haute température 2b, 2c, 5, même si le thermostat 11 est ouvert. Le thermostat 11 étant fermé, la branche d’accès 2b du fluide caloporteur au radiateur 2d du deuxième circuit caloporteur haute température est inactive, que le moteur thermique 1 soit ou non tournant.
[0079] L’invention propose de profiter de la non sollicitation de sa branche radiateur 2b, 2c et du radiateur haute température 2d par le deuxième circuit caloporteur haute température, le thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1, dans ce cadre positionné au refoulement de la pompe à fluide de refroidissement principale 2a et en sortie du moteur thermique 1, étant fermé, pour exploiter la branche radiateur 2b, 2c en un deuxième circuit caloporteur basse température mettant à profit le radiateur haute température 2d pour refroidir la boîte de vitesses automatique 4 électrique en tant que transmission électrique dans le sens de la présente invention, et son huile de lubrification à travers l’échangeur fluide/huile 4a.
[0080] Pour ce faire, est mise en oeuvre de façon additionnelle sur le circuit haute température, par rapport à l’état connu de la technique, une branche de connexion fluidique sur le deuxième circuit caloporteur haute température entre d’une part la conduite de sortie en fluide caloporteur de l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique venant se connecter à la dérivation de la branche refroidie 2c en sortie du radiateur haute température 2d du côté du retour à la pompe à fluide de refroidissement principale 2a, et d’autre part la branche d’accès 2b du fluide caloporteur au radiateur haute température 2d depuis la sortie du compartiment 9a du boîtier 9 de sortie de fluide caloporteur en traversant le thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1.
[0081] Il peut être additionnellement prévu un premier clapet anti-retour disposé sur la conduite de sortie en fluide caloporteur de l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique en aval de la connexion fluidique définie précédemment. Il peut être également prévu un deuxième clapet anti-retour disposé sur la dérivation définie précédemment et en amont du raccordement de cette connexion fluidique à la branche d’accès 2b du fluide caloporteur au radiateur haute température 2d.
[0082] Enfin, une pompe 14 à fluide de refroidissement électrique peut être disposée sur la conduite de connexion fluidique précédemment définie, en amont du deuxième clapet anti-retour. C’est cette pompe, dite pompe 14 de la boîte de vitesses automatique 4 électrique, qui va générer la circulation de fluide de refroidissement dans le deuxième circuit basse température.
[0083] Le besoin de refroidissement de la boîte de vitesses automatique 4 électrique est satisfait par la constitution, alors que le thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1 est fermé, du deuxième circuit basse température, initiée par l’activation de la pompe 14 de la boîte de vitesses automatique 4 électrique. L’activation de la pompe 14 de la boîte de vitesses automatique 4 électrique soulève de son siège la partie mobile du deuxième clapet anti-retour et libère le passage du fluide de refroidissement basse température à travers le deuxième clapet anti-retour. A son issue, le fluide de refroidissement basse température ne peut pas emprunter la branche 2b d’accès du fluide caloporteur haute température au radiateur haute température 2d à contre-courant du sens de circulation conventionnel du fluide de refroidissement haute température vers le radiateur haute température 2d quand le thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1 s’ouvre, puisque le thermostat 11 est alors fermé.
[0084] Par conséquent, le fluide de refroidissement basse température emprunte la branche 2b d’entrée du fluide caloporteur dans le radiateur haute température 2d dans le sens de circulation conventionnel et traverse le radiateur haute température 2d pour y dissiper à l’air ambiant les calories absorbées à la traversée de l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique. A la sortie du radiateur haute température 2d, la totalité du fluide de refroidissement alors refroidi emprunte la dérivation vers l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique.
[0085] Le fluide de refroidissement basse température ne peut traverser cette dérivation en contournant l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique puisque, d’une part, le premier clapet anti-retour est alors soit fermé si le moteur thermique 1 n’est pas tournant, soit ouvert si le moteur thermique 1 est tournant, puisqu’alors soumis à l’aspiration de la pompe à fluide de refroidissement principale 2a du moteur thermique 1, mais d’autre part, la fermeture du thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1 implanté en sortie du moteur 1 inhibe la réalisation de la boucle de circulation du fluide caloporteur via la pompe à fluide de refroidissement principale 2a.
[0086] Le fluide de refroidissement basse température traverse donc l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique pour y prodiguer le refroidissement de l’huile de lubrification et absorber les calories dissipées à l’huile par le fonctionnement de la transmission électrique 4. En sortie de l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique, le fluide de refroidissement basse température ne peut pas retourner vers la dérivation sur la branche refroidie 2c en sortie du radiateur 2d vers le compartiment 9b du boîtier de sortie 9 et emprunte la conduite de connexion fluidique qui lui soumet l’aspiration de la pompe 14 de la boîte de vitesses automatique 4 électrique. La pompe 14 refoule le fluide de refroidissement basse température vers le deuxième clapet anti-retour ouvert et, le thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1 étant fermé, en entrée du radiateur haute température 2d.
[0087] Dans cette situation de vie, alors que le thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1 est fermé, que le moteur thermique 1 soit tournant ou non, la désactivation de la pompe 14 de la boîte de vitesses automatique 4 électrique, en provoquant la refermeture du deuxième clapet anti-retour, suffit à désactiver le deuxième circuit caloporteur basse température, inhibant ainsi toute circulation de fluide de refroidissement dans ce circuit. La réactivation de la pompe 14 de la boîte de vitesses automatique 4 électrique permet de rétablir le deuxième circuit caloporteur basse température, en rouvrant le deuxième clapet anti-retour. La circulation de fluide de refroidissement dans ce circuit basse température est possible alors que le moteur thermique 1 est tournant : le premier clapet anti-retour est alors ouvert puisqu’il est dans ces conditions soumis à l’aspiration de la pompe à fluide de refroidissement principale 2a à travers la dérivation vers l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique sur la branche refroidie 2c en sortie du radiateur haute température 2d, mais le fluide de refroidissement basse température ne peut franchir le premier clapet antiretour, puisque la fermeture du thermostat 11 le prive d’un retour à la pompe 14 de la boîte de vitesses automatique 4 électrique qui par ailleurs est alors active et exerce également son aspiration à travers la conduite de connexion fluidique.
[0088] La figure 2 illustre la constitution du système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule mis en oeuvre sur un véhicule hybride rechargeable, dans un second mode de fonctionnement tel que le thermostat 11 de thermorégulation du moteur à combustion interne 1 est fermé, que le moteur thermique 1, froid ou en phase de montée en température soit ou non tournant ; la boîte de vitesses automatique 4 électrique, ou transmission à double embrayage électrique, nécessite d’être refroidie; la batterie haute tension 22 de traction du véhicule requiert d’être refroidie; les autres organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18 de la partie électrifiée de la chaîne de traction, dont en particulier les moteurs électriques 20 et leurs onduleurs 18, nécessitent d’être refroidis et l’habitacle requiert d’être réchauffé et désembué.
[0089] Le circuit frigorigène 6 est ici actif afin d’assurer la réfrigération de l’habitacle et afin de déshumidifier l’habitacle du véhicule : le compresseur 6b et le premier évaporateur 6a sont activés avec activation du détendeur correspondant et la vanne ouverte/fermée associée est activée en position ouverte. L’activation de la réfrigération permet d'assécher l'air de l'habitacle qu’il est nécessaire de réchauffer afin de maintenir une température adaptée dans l'habitacle.
[0090] Un deuxième évaporateur 6e du circuit frigorigène 6, disposé en parallèle du premier 6a, est également activé, via le détendeur et la vanne ouverte/fermée associés, afin d’assurer en même temps la gestion thermique de la batterie haute tension 22 de traction. La branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e est activée, via la pompe à fluide de refroidissement batterie 22, pour permettre la circulation de fluide de refroidissement très basse température à travers le deuxième évaporateur 6e, requise pour assurer les coefficients d’échanges convectifs optimaux entre, d’une part, le fluide de refroidissement très basse température traversant le deuxième évaporateur 6e et un radiateur interne de la batterie 22, au sein duquel la batterie 22 dissipe ses calories au fluide de refroidissement, et, d’autre part, l’évaporateur 6e et le fluide de refroidissement très basse température, où le deuxième évaporateur 6e absorbe les calories dissipées par la batterie 22 dans son fluide de refroidissement.
[0091] En mode tout électrique, le moteur thermique 1 étant arrêté et la batterie 22 haute tension fournissant toute l’énergie nécessaire à la mobilité du véhicule, le besoin de climatisation est d’une part important, pour assurer la réfrigération, la déshumidification et le chauffage de l’habitacle mais également le refroidissement de la batterie haute tension 22.
[0092] Si le moteur thermique 1 était précédemment fonctionnant, il est dans le premier cas temporairement possible, une fois le moteur 1 arrêté, d’exploiter la capacité thermique et les calories stockées dans sa matière et son fluide de refroidissement haute température à travers l’aérotherme 5a via la seconde boucle fluidique 5 et l’activation d’une deuxième pompe à fluide de refroidissement additionnelle. Dans le second cas, si le moteur thermique 1 est froid, par exemple lors d’un départ à froid du véhicule en mode tout électrique, le moyen explicité précédemment est alors indisponible. Conventionnellement, le moteur thermique 1 étant arrêté, la source de chauffage, principale ou unique, est selon l’état de l’art assurée alors par le réchauffeur électrique sur l’air ou sur le fluide de refroidissement haute température en amont de l’aérotherme 5a.
[0093] La réfrigération requiert elle aussi une consommation électrique importante, du fait de l’entraînement du compresseur 6b, éventuellement également du fait de l’activation du groupe moto-ventilateur si la puissance aéraulique sur le condenseur 6c à air due à l’avancement du véhicule est insuffisante pour assurer la condensation du fluide frigorigène. En plus de fournir toute l’énergie électrique nécessaire à la mobilité du véhicule, la batterie 22 doit de plus fournir l’énergie électrique nécessaire à la réfrigération, la déshumidification de l’habitacle et au refroidissement de la batterie 22, et au chauffage de l’air entrant dans l’habitacle, d’où s’ensuit une réduction drastique de l’autonomie du véhicule en mode électrique pur.
[0094] Dans cette situation de vie, d’une part, la vanne réfrigérante 16 occupe une position permettant au fluide frigorigène de contourner le condenseur 6c à air en traversant un conduit de contournement. D’autre part, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est fluidiquement connecté au circuit caloporteur haute température en entrée de l’aérotherme 5a. La vanne basse température, en tant que premier moyen de connexion fluidique 8 disposée en sortie de la pompe 19b à fluide de refroidissement électrique du circuit caloporteur basse température, prend une position mettant en communication ses voies A-C et B-D, qui fait contourner par le fluide caloporteur basse température le condenseur auxiliaire 6d à fluide et relie la sortie du fluide de refroidissement basse température de la pompe 19b à fluide de refroidissement basse température à l’entrée du premier organe électrique ou électronique à refroidir, à travers la voie A-C de la vanne basse température 8. Dans le même temps, la vanne haute température en tant que deuxième moyen de connexion fluidique 13, prend une position mettant en communication ses voies A-C et B-D, qui autorise la traversée du condenseur auxiliaire 6d à fluide caloporteur par le fluide de refroidissement haute température propulsé par la deuxième pompe à fluide de refroidissement additionnelle à travers la voie A-C active, et le retour du fluide de refroidissement haute température sortant du condenseur auxiliaire 6d à fluide caloporteurà l’entrée de l’aérotherme 5a à travers la voie B-D active.
[0095] Plus particulièrement, le circuit caloporteur auxiliaire de connexion fluidique du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement au premier circuit caloporteur basse température et à la seconde boucle fluidique 5 du circuit caloporteur haute température, en plus des vannes basse température 8 et haute température 13 associées, comprend également deux clapets anti-retour situés sur les conduits d’entrée dans le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, l’un, dit clapet basse température en provenance de la vanne basse température 8 et du circuit caloporteur basse température 19 et l’autre, dit clapet haute température en provenance de la vanne haute température 13 et de la seconde boucle fluidique 5 du circuit caloporteur haute température.
[0096] La configuration alors prise par la vanne haute température 13 communique en amont du clapet haute température la pression de la seconde boucle fluidique 5 du circuit haute température , via la deuxième pompe à fluide de refroidissement additionnelle si elle est seule fonctionnant en mode électrique pur, qui fait se soulever de son siège la partie mobile du clapet haute température, libérant le passage du fluide de refroidissement haute température à travers le clapet haute température.
[0097] Dans le même temps, les configurations prises par les vannes haute température 13 et basse température 8 plaquent sur son siège la partie mobile du clapet basse température, obstruant le passage du fluide de refroidissement haute température à travers le clapet basse température et la voie B-D de la vanne basse température 8. Sans cette obstruction, le fluide de refroidissement haute température propulsé par la deuxième pompe à fluide de refroidissement additionnelle aurait contourné le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement en traversant la voie B-D de la vanne basse température 8 et serait retourné en entrée de l’aérotherme 5a par la voie B-D de la vanne haute température 13 sans traverser le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement.
[0098] Ainsi, la fermeture du clapet basse température force le fluide de refroidissement haute température issu du clapet haute température et de la seconde boucle fluidique 5 du circuit caloporteur haute température, à traverser le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, à l’issue duquel la pression du fluide de refroidissement, compte tenu de la perte de charge du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, est insuffisante pour lui permettre de traverser la voie B-D de la vanne basse température 8 et de soulever de son siège la partie mobile du clapet basse température. Le fluide de refroidissement haute température est ainsi forcé de traverser la voie B-D de la vanne haute température 13 et l’aérotherme 5a dans la seconde boucle fluidique 5 dont l’entrée est alors connectée fluidiquement à la sortie du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement grâce à la position prise par la vanne haute température 13 dont la voie B-D est active.
[0099] Ainsi, le contournement du condenseur 6c à air par le fluide frigorigène grâce à la position prise par la vanne réfrigérante 16 force la condensation du fluide frigorigène dans le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, à l’issue duquel le fluide frigorigène emprunte principalement le conduit de contournement. La condensation du fluide frigorigène se déroule alors dans le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement plutôt que dans le condenseur 6c à air. Sur une plage de température extérieure de 0°C à 20°C, la condensation se fait exclusivement au sein du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement répondant à un besoin de chauffage important dans l’habitacle avec un besoin de condensation faible du condenseur 6c à air. La condensation du fluide frigorigène se déroule au sein du condenseur 6d à fluide de refroidissement puis du condenseur 6c à air pour une température extérieure supérieure à 20°C environ, avec alors un besoin de chauffage faible dans l’habitacle avec un besoin de condensation plus important. La chaleur issue du travail de compression du fluide frigorigène prodiguée par le compresseur 6b est alors au moins partiellement récupérée dans le fluide de refroidissement haute température traversant le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, plutôt qu’elle soit inutilement évacuée à l’air extérieur, d’autant plus que cette chaleur est alors utile pour réchauffer l’habitacle à travers l’aérotherme 5a.
[00100] Ce faisant, l’énergie n’est plus gaspillée et le dispositif thermique mis en œuvre au sein du véhicule hybride rechargeable assure la déshumidification de l’habitacle à travers l’évaporateur 6a et le chauffage au moins partiel de l’habitacle à travers l’aérotherme 5a via le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement. En effet, les calories ainsi récupérées permettent, selon les conditions extérieures et le besoin de chauffage, de réduire voire d’annuler la consommation électrique du chauffage réalisé par le réchauffeur sur l’air ou le fluide de refroidissement haute température en amont de l’aérotherme 5a, et donc d’augmenter l’autonomie en mode électrique pur du véhicule.
[00101] Dans le même temps, le fluide de refroidissement haute température assure le refroidissement du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement comme le fait conventionnellement l’air extérieur pour le condenseur 6c à air, mais sans qu’il ne soit ici nécessaire d’activer le groupe moto-ventilateur si l’avancement du véhicule est insuffisant pour ventiler le condenseur 6c à air, d’où une réduction de la consommation électrique et une nouvelle contribution à l’augmentation de l’autonomie en mode électrique pur du véhicule. La consommation électrique d’un groupe moto-ventilateur, même à vitesse réduite, reste en effet supérieure à celle de la pompe à fluide de refroidissement assurant le débit de fluide de refroidissement nécessaire à la même condensation du fluide frigorigène, la masse volumique et la capacité calorifique du fluide de refroidissement étant, en vue d’un échange convectif, plus intéressantes que celles de l’air extérieur.
[00102] Enfin, les calories résiduelles absorbées par le fluide de refroidissement haute température et non dissipées à l’air habitacle à travers l’aérotherme 5a, restent disponibles pour réchauffer le moteur thermique 1 lors de sa traversée par le fluide de refroidissement haute température issu de l’aérotherme 5a et aspiré par la deuxième pompe à fluide de refroidissement additionnelle, lorsque comme représenté en figure 2 le moteur thermique 1 est connecté au circuit haute température ainsi formé, qui forme une boucle dite « longue ». Le fluide de refroidissement haute température assure ainsi le refroidissement du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement à travers les échangeurs que constituent l’aérotherme 5a et le moteur thermique 1 et celui-ci, réchauffé par les calories résiduelles dans le fluide de refroidissement haute température de la seconde boucle fluidique 5 non dissipées à l’air habitacle à travers l’aérotherme 5a, est ainsi préconditionné thermiquement par le fluide de refroidissement haute température plus chaud qui le traverse. Le moteur thermique 1 va ainsi être plus facilement démarrable lors sa mise en action et moins consommer et émettre de CO2 et d’émissions polluantes lors de son utilisation pour faire se mouvoir le véhicule hybride.
[00103] En variante, le moteur thermique 1 peut être déconnecté du circuit caloporteur haute température par un ou plusieurs moyens de connexion/déconnexion non représentés : le deuxième circuit haute température 2b, 2c, 5 forme alors une boucle dite «courte» privée du moteur thermique 1. Une telle configuration en boucle courte du deuxième circuit haute température 2b, 2c, 5 ne bénéficie plus des avantages de la boucle longue avec un réchauffement du moteur thermique 1 par le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement et un refroidissement du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement par le moteur thermique 1, mais présente un volume et une capacité calorifique globaux plus faibles, avantageux pour une montée en température plus rapide de l’air habitacle et un besoin de chauffage plus important.
[00104] Si dans cette situation de vie, le moteur thermique 1 est alors tournant, le système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule peut conserver le même mode de fonctionnement illustré en figure 2, les calories alors apportées par le moteur thermique 1, le deuxième circuit haute température 2b, 2c, 5 étant alors judicieusement en configuration boucle longue, complètent celles récupérées dans le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, issues de la compression du fluide frigorigène par le compresseur 6b, pour permettre un chauffage suffisant, en situation de température extérieure supérieure à environ +3°C avec besoin de déshumidification de l’habitacle, pour s’affranchir totalement de l’activation du réchauffeur électrique de chauffage, sur le fluide de refroidissement haute température amont aérotherme 5a ou sur l’air.
[00105] Enfin, dans cette situation de vie et pour compléter la description de la figure 2, les premier et deuxième circuits caloporteurs basse température, par assurer le refroidissement de la boîte de vitesses automatique 4 électrique et des organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18 conservent le même mode de fonctionnement que ceux décrits en figure 1.
[00106] La figure 3 illustre la constitution du système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule mis en œuvre sur un véhicule hybride rechargeable, dans un troisième mode de fonctionnement tel que tous les besoins de refroidissement sont simultanément présents, en roulage de type hybride tel que les deux types d’énergie, carburant et électrique, participent à la mobilité du véhicule et alors que la température extérieure est élevée, supérieure à un seuil de température de par exemple 30°C. Le moteur à combustion interne 1 est tournant et chaud : le thermostat 11 de thermorégulation est ouvert ; la boîte de vitesses automatique 4 électrique, ou transmission à double embrayage électrique, nécessite d’être refroidie ; la batterie haute tension 22 de traction du véhicule requiert d’être refroidie ; les autres organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18 de la partie électrifiée de la chaîne de traction, dont en particulier les moteurs électriques 20 et leurs onduleurs 18, nécessitent d’être refroidis, et l’habitacle requiert d’être réfrigéré.
[00107] Dans cette situation de vie, l’ouverture du thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1 libère le passage au fluide de refroidissement haute température issu du compartiment 9a du boîtier de sortie 9 à travers la branche chaude 2b du radiateur haute température 2d, dans le sens conventionnel de circulation, et à travers le radiateur haute température 2d.
[00108] Le deuxième clapet anti-retour est soumis d’un côté à la pression du fluide de refroidissement haute température en sortie du moteur thermique 1 entrant dans le radiateur haute température 2d. De l’autre côté, la pompe 14 de la boîte de vitesses automatique 4 électrique est désactivée. En conséquence, la partie mobile du deuxième clapet anti-retour est plaquée contre son siège, provoquant sa fermeture et la désactivation du fluide caloporteur au sein du deuxième circuit caloporteur basse température, à travers le radiateur 2d et l’échangeur fluide/huile 4a de la transmission électrique 4, qui refont alors à nouveau partie du circuit caloporteur haute température.
[00109] Dans le même temps, le premier clapet anti-retour est ouvert puisque soumis à l’aspiration de la pompe à fluide de refroidissement principale 2a du moteur thermique 1. La fermeture du deuxième clapet anti-retour permet d’empêcher une partie du fluide de refroidissement haute température issu du compartiment 9a du boîtier 9 en sortie en fluide caloporteur du moteur thermique 1, d’emprunter à contre-sens et de contourner l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique, puis de retourner à la pompe à fluide caloporteur principale 2a en traversant le premier clapet antiretour et la dérivation sur la branche refroidie 2c en sortie du radiateur haute température 2d, sans ainsi avoir subi de refroidissement à travers le radiateur haute température 2d.
[00110] Après avoir traversé le radiateur haute température 2d et y avoir dissipé à l’air ambiant les calories absorbées à la traversée du moteur thermique 1, une partie du fluide de refroidissement haute température traverse la dérivation en contournant de l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique et retourne en entrée de la pompe à fluide de refroidissement principale 2a du moteur thermique 1.
[00111] Une autre partie du fluide de refroidissement haute température issu du radiateur haute température 2d emprunte la dérivation vers l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique qu’il traverse pour y prodiguer le refroidissement de l’huile de lubrification et absorber les calories dissipées à l’huile par le fonctionnement de la transmission électrique 4. En sortie de l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique, le fluide de refroidissement haute température ne peut pas circuler dans la conduite de connexion fluidique vers la pompe 14 de la boîte de vitesses automatique 4 électrique puisque celle-ci est alors désactivée et le deuxième clapet antiretour est fermé. Le fluide de refroidissement haute température issu de l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique retourne donc vers la dérivation sur le tuyau 2c en sortie du radiateur 2d et gagne l’entrée de la pompe à fluide de refroidissement principale 2a du moteur thermique 1.
[00112] Dans cette situation de vie, le circuit frigorigène 6 est actif afin d’assurer le besoin important de réfrigérer l’habitacle du véhicule : le compresseur 6b et le premier évaporateur 6a sont activés, en particulier grâce à l’activation du détendeur correspondant et à la position ouverte de la vanne ouverte/fermée associée. Le deuxième évaporateur 6e est également activé, via le détendeur et la vanne ouverte/fermée associés, afin d’assurer en même temps le refroidissement de la batterie haute tension 22 de traction, dont la boucle de fluide caloporteur très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e est également activée, via la pompe à fluide de refroidissement de la batterie 22.
[00113] Là encore, même en mode hybride et non tout électrique comme précédemment, la sollicitation du circuit frigorigène 6 et notamment le besoin de condensation est important, afin de satisfaire le besoin de réfrigération important pour réfrigérer l’habitacle et refroidir la batterie 22. Celle-ci est certes moins sollicitée en roulage hybride qu’en roulage tout électrique, mais, en plus de fournir l’énergie électrique requise par le roulage en mode hybride du véhicule, la batterie 22 doit aussi fournir l’énergie électrique nécessaire à la réfrigération, particulièrement l’énergie électrique pour entraîner le compresseur 6b et, dans cette situation de vie, le groupe moto-ventilateur. De plus, elle subit de l’environnement extérieur la température extérieure élevée, éventuellement sévérisée, selon son implantation dans le véhicule, par le fonctionnement du moteur thermique 1, en particulier l’environnement thermique convectif et radiatif sous capot et sous caisse, notamment induit par l’air ayant traversé les échangeurs en face avant du véhicule et par le parcours de la ligne d’échappement du moteur thermique 1.
[00114] Dans cette situation de vie, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est fluidiquement connecté au circuit caloporteur basse température 19 en sortie du radiateur basse température 19a et de la pompe à fluide de refroidissement électrique 19b du premier circuit basse température. La vanne haute température 13 disposée sur la seconde boucle fluidique 5 haute température en entrée de l’aérotherme 5a prend une position, mettant en communication ses voies A-B et C-D, qui permet au fluide caloporteur haute température issu du compartiment 9a du boîtier 9 en sortie du moteur thermique 1 de contourner le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement et qui connecte fluidiquement la sortie du moteur thermique 1 à l’entrée de l’aérotherme 5a.
[00115] Selon les variantes boucles courte/longue évoquées plus haut, le circuit caloporteur haute température pourrait même adopter, si les conditions le requièrent ou l’autorisent, en fonction de la température du fluide de refroidissement haute température en sortie du moteur thermique 1, du besoin de chauffage de l’habitacle, de la température extérieure, etc., une configuration en boucle courte déconnectant l’aérotherme 5a de la seconde boucle fluidique 5 haute température pour forcer une plus grande partie du fluide de refroidissement haute température en sortie du moteur thermique 1, en particulier la portion de fluide de refroidissement haute température traversant l’aérotherme 5a sans n’y subir aucun refroidissement, à traverser le radiateur haute température 2d.
[00116] Ainsi, par comparaison avec la figure 2, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est déconnecté par la vanne haute température 13 de la seconde boucle fluidique 5 du deuxième circuit haute température. Dans le même temps, la vanne basse température 8, disposée en sortie de la pompe 19b à fluide de refroidissement électrique du premier circuit basse température 19, prend une position mettant en communication ses voies A-B et C-D, qui autorise la traversée du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement par le fluide de refroidissement basse température issu du radiateur basse température 19a en reliant, la voie A-B étant active, la sortie de la pompe 19b à fluide de refroidissement électrique du circuit basse température 19 à l’entrée du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement et le retour du fluide de refroidissement basse température sortant du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement à l’entrée de la branche du circuit caloporteur basse température 19, à travers la voie C-D active de la vanne basse température 8, vers les organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18.
[00117] La configuration alors prise par la vanne basse température 8 communique en amont du clapet basse température la pression en sortie de la pompe 19b à fluide de refroidissement électrique du circuit basse température 19, qui fait se soulever de son siège la partie mobile du clapet, libérant le passage du fluide de refroidissement basse température à travers le clapet basse température.
[00118] Dans le même temps, la position de la vanne basse température 8 applique en aval du clapet haute température la pression en sortie de la pompe 19b à fluide de refroidissement électrique du circuit basse température 19, qui plaque contre son siège la partie mobile du clapet haute température. Celle-ci, de par la configuration alors prise par la vanne haute température 13, ne se voit pas appliquer en amont, contrairement au cas de fonctionnement décrit en figure 2, la pression de la seconde boucle fluidique 5 du circuit haute température: le clapet haute température est fermé et obstrue le passage du fluide de refroidissement basse température à travers le clapet haute température et la voie C-D de la vanne haute température 13.
[00119] Sans cette obstruction, le fluide de refroidissement basse température, propulsé par la pompe à fluide 19b de refroidissement électrique du premier circuit basse température 19, aurait contourné le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement en traversant la voie C-D de la vanne haute température 13 et serait retourné au circuit basse température 19 vers les organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18 par la voie C-D de la vanne basse température 8, sans traverser le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement.
[00120] Ainsi, l’ouverture du clapet basse température et la fermeture du clapet haute température forcent le fluide de refroidissement basse température issu du clapet basse température et de la pompe 19b à fluide de refroidissement électrique du premier circuit caloporteur basse température 19, à traverser le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, à l’issue duquel la pression du fluide de refroidissement basse température, compte tenu de la perte de charge du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, est insuffisante pour lui permettre de traverser la voie C-D de la vanne haute température 13 et de soulever de son siège la partie mobile du clapet haute température. Le fluide de refroidissement basse température est ainsi forcé de traverser la voie C-D de la vanne basse température 8 permettant son retour dans le circuit basse température 19 vers les organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18.
[00121] Par ailleurs, la position prise par la vanne réfrigérante 16 autorise le passage du fluide frigorigène en sortie du compresseur 6b dans le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement puis dans le condenseur 6c à air. Le circuit frigorigène 6 ainsi formé dispose alors de deux étages de condensation du fluide frigorigène : d’abord dans le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, refroidi par le fluide de refroidissement basse température le plus froid possible puisque prélevé à la sortie du radiateur basse température 19a. Puis une partie du fluide frigorigène issu du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement subit une deuxième condensation à travers le condenseur 6c à air, où la chaleur résiduelle est évacuée à l’air extérieur.
[00122] La condensation du fluide frigorigène est ainsi améliorée, la performance de réfrigération également, en mode électrique de la chaîne de traction du véhicule hybride rechargeable, donc notamment au profit du refroidissement de la batterie haute tension 22 de traction, mais aussi en faveur de la réfrigération de l’habitacle, comme en mode thermique, en faveur à la fois du refroidissement de la batterie 22 et de la réfrigération de l’habitacle. Cette opportunité autorise de moindres occurrences de sollicitation du groupe moto-ventilateur et de délestage du compresseur 6b de climatisation, aux titres de la priorisation du refroidissement du moteur thermique 1 ou des organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18 ou des prestations dynamiques du véhicule, par exemple le décollage en pente ou en altitude du véhicule par ces température extérieures élevées.
[00123] De façon moins préférentielle, cette opportunité procure, à puissance de condensation identique, de moindres sollicitations du groupe moto-ventilateur et du compresseur 6b de climatisation permettant de réduire leur consommation électrique et donc ainsi d’augmenter l’autonomie en mode électrique pur du véhicule.
[00124] La quantité de chaleur alors évacuée à l’air extérieur à travers le condenseur 6c à air se trouve, dans un premier cas, identique à l’état de l’art présentant un seul condenseur 6c mais alors avec une puissance bien supérieure de condensation, apportée sans augmenter la température de l’air extérieur en aval du condenseur 6c à air qui se trouve être la température de l’air en amont du radiateur haute température 2d et/ou du radiateur basse température 19a, selon l’architecture de la façade aérothermique en face avant du véhicule, donc sans dégrader le potentiel de refroidissement du moteur thermique 1 et des organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18.
[00125] La quantité de chaleur alors évacuée à l’air extérieur à travers le condenseur 6c à air se trouve, dans un deuxième cas, de beaucoup moindre à puissance de condensation identique, ce qui permet, par réduction de la température de l’air extérieur en amont des autres échangeurs thermiques, d’améliorer le potentiel de refroidissement du moteur thermique 1 et des organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18, permettant notamment le recours à une classe d’échangeur inférieure et/ou la diminution de l’occurrence, de la durée et l’intensité d’actionnement du groupe moto-ventilateur requis à ces titres.
[00126] Dans un troisième cas, la quantité de chaleur se trouve intermédiaire entre les deux options extrêmes précédentes, par exemple à iso-matériel de refroidissement en façade aérothermique, par exemple dans le cas d’une puissance supérieure de condensation avec une réduction de la température de l’air extérieur en amont des autres échangeurs qui, sans permettre le gain d’une classe d’échangeurs, permet de réduire la consommation électrique du groupe moto-ventilateur.
[00127] A titre d’exemples, les configurations ci-après entrent dans le cadre de la présente invention : la configuration illustrée en figure 4 où le circuit frigorigène 6 et la seconde boucle fluidique 5 du circuit caloporteur haute température adoptent la même configuration qu’en figure 2 mais alors que le thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1 est en phase de régulation, en faible ouverture, inférieure à 1mm et non en pleine ouverture comme en figure 3, et le refroidissement de la boîte de vitesses automatique 4 électrique est assuré par le circuit caloporteur haute température 2b, 2c en sortie du radiateur haute température 2d, tel qu’illustré en figure 3.
[00128] Une autre configuration est celle illustrée en figure 5, le thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1 étant fermé, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement connecté fluidiquement au premier circuit caloporteur basse température 19, tel qu’illustré en figure 3, et le refroidissement de la boîte de vitesses automatique 4 électrique assuré par la branche refroidie 2c du circuit caloporteur haute température en sortie du radiateur haute température 2d, tel qu’illustré en figure 2.
[00129] Encore une autre configuration est obtenue avec les moyens de connexion et de déconnexion fluidique 13, 8 du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement aux circuits caloporteurs haute ou basse température absents, par exemple pour des motifs économiques.
[00130] De même, alors que le système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule adopte le deuxième mode de fonctionnement décrit en figure 2 et que, notamment, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est connecté fluidiquement au circuit caloporteur haute température de sorte à récupérer, dans le fluide de refroidissement haute température traversant le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, la chaleur issue du travail de compression du fluide frigorigène prodigué par le compresseur 6b puis à la diffuser à l’air habitacle et au moteur thermique 1, une variante admise dans le cadre de la présente invention consiste à associer le circuit caloporteur très basse température 25, raccordé au deuxième évaporateur 6e, assurant une circulation de fluide de refroidissement au sein de la batterie haute tension 22 de traction, à la seconde boucle fluidique 5 du circuit caloporteur haute température, en parallèle ou en série, dans ce cas en amont ou en aval de l’aérotherme 5a, afin de réchauffer également la batterie 22 haute tension de traction si sa température est inférieure à un seuil prédéterminé, par exemple 10 à 15°C.
[00131] Des moyens de connexion et de déconnexion fluidique de la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e au circuit haute température, de type électrovanne ou vanne thermostatique, seront alors mis en oeuvre, permettant de rétablir l’indépendance de la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e une fois le seuil de température batterie 22 évoqué atteint. La figure 6 illustre un exemple de réalisation dans laquelle la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e de la batterie 22 est connectée en sortie du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement en série et amont de l’aérotherme 5a. Dans ce cas, l’évaporateur 6a associé au refroidissement de la batterie 22 est évidemment désactivé, notamment via le détendeur et la vanne ouverte/fermé associés. La figure 7 rétablit l’indépendance de la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e et, en l’occurrence, s’avère être équivalente à la configuration décrite en figure 2.
[00132] L’homme du métier notera que l’ordre de connexion fluidique montré en figures 6 et 7, en sortie du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, des trois échangeurs thermiques, radiateur ou plaque froide intégré à la batterie 22, aérotherme 5a et moteur thermique 1, peut être différent sans sortir du cadre de la présente invention : en alternative à l’association en série et dans cet ordre, condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, batterie 22, aérotherme 5a et moteur thermique 1, toutes les configurations en série, par exemple condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, aérotherme 5a, batterie 22, moteur thermique 1, ou en parallèle, par exemple association en parallèle du moteur thermique 1 et de la batterie 22 en aval de l’aérotherme 5a luimême en aval du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, s’envisagent, modulo à chaque fois une évolution organique de la connexion fluidique et surtout un ordre de priorité différent des prestations véhicule associées.
[00133] La vanne basse température 8 permet de connecter, via les clapets anti-retour basse température et haute température, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement sur le premier circuit basse température 19 en série avec les autres organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18. En variante entrant dans le cadre de la présente invention, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement peut aussi être associé au circuit basse température 19 sur une branche en parallèle de celles portant les organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18 ou via une dérivation telle que celle alimentant l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique depuis la branche refroidie 2c en sortie du radiateur haute température 2d, implantée sur un conduit du premier circuit basse température 19 en sortie du radiateur basse température 19a et de sorte à être le premier échangeur thermique traversé par le fluide de refroidissement basse température.
[00134] Une autre configuration propose la connexion fluidique du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, en vue de la réalisation d’un double étage de condensation, non pas au circuit caloporteur basse température 19 comme illustré en figures 1 à 7 décrivant la première configuration, mais cette fois-ci en sortie du radiateur haute température 2d et en amont de la dérivation vers l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 afin de disposer du fluide de refroidissement le plus froid.
[00135] Dans un premier temps, lorsque le thermostat 11 du moteur thermique 1 est fermé, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est connecté au deuxième circuit caloporteur basse température qui assure le refroidissement de la boîte de vitesses automatique 4 électrique à travers son échangeur thermique fluide/huile 4a. Lorsque le thermostat 11 du moteur thermique 1 est en position de thermorégulation ou en pleine ouverture, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement se retrouve connecté au circuit caloporteur haute température.
[00136] La figure 8 illustre l’architecture du système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule mis en oeuvre sur un véhicule hybride rechargeable selon cette deuxième configuration, dans un mode de fonctionnement équivalent à celui présenté précédemment en figure 2 dans le cadre de la description de la première configuration.
[00137] Dans cette configuration, les dérivations sur la branche refroidie 2c en sortie du radiateur haute température 2d vers respectivement le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement et l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique sont disposées en série et dans cet ordre compte tenu des exigences thermiques associées. Leur association en série dans l’ordre contraire semble défavorable à l’occurrence de la disponibilité d’un fluide de refroidissement le plus froid possible en entrée du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement sur l’ensemble des situations de vie qui vont être décrites ci-après. En revanche, leur association en parallèle est envisageable dans le cadre de la présente invention, à condition que le débit de fluide caloporteur réalisé dans chacune des dérivations alors disposées en parallèle respecte les allocations de débit minimal, notamment à travers l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique, dans l’ensemble des situations de vie.
[00138] Dans cette situation de vie, le fluide de refroidissement basse température mû dans le deuxième circuit basse température par la pompe à fluide de refroidissement 14 de la boîte de vitesses automatique 4 électrique suit fonctionnellement le même parcours que celui présenté en figure 2, si ce n’est que la branche refroidie 2c en sortie du radiateur haute température 2d présente, en amont de la dérivation vers l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique, une deuxième dérivation du même type dont les sortie et entrée secondaires sont connectées respectivement aux voies A et C de la vanne basse température 8 en tant que premier moyen de connexion fluidique 8.
[00139] Cette dérivation est alors telle que le fluide de refroidissement basse température la traverse en grande partie, l’autre partie traversant la voie A-C de la vanne basse température 8 qui fait contourner par le fluide caloporteur basse température le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, de sorte à alors ne pas impacter le refroidissement de la boîte de vitesses automatique 4 électrique par le fluide de refroidissement basse température ainsi mis en oeuvre au sein du deuxième circuit basse température.
[00140] La figure 9 illustre l’architecture du système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule mis en oeuvre sur un véhicule hybride rechargeable selon cette deuxième configuration, dans un mode de fonctionnement équivalent au mode de fonctionnement présenté précédemment en figure 5 dans le cadre de la description de la première configuration.
[00141] Le thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1 étant fermé, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement peut être avantageusement connecté fluidiquement en sortie du radiateur haute température 2d au deuxième circuit caloporteur basse température qui assure en même temps le refroidissement de la boîte de vitesses automatique 4 électrique.
[00142] La vanne basse température 8 prend alors une position mettant en communication ses voies A-B et C-D, qui autorise la traversée du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement par le fluide de refroidissement basse température en reliant, la voie A-B étant active, la sortie du radiateur haute température 2d à l’entrée du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement et le retour du fluide de refroidissement basse température sortant du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement à l’entrée de la branche du deuxième circuit basse température, la voie C-D étant active, sur la branche refroidie 2c de sortie du radiateur haute température 2d vers la dérivation menant à l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique.
[00143] Là encore, la deuxième dérivation est telle que le fluide de refroidissement basse température en sortie du radiateur haute température 2d la traverse en grande partie pour refroidir la boîte de vitesses automatique 4 en tant que transmission électrique, avec du fluide de refroidissement basse température directement issu du radiateur haute température 2d sans avoir traversé le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, l’autre partie traversant le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement à travers les voies A-B puis C-D de la vanne basse température 8.
[00144] Préférentiellement, la pompe 14 à fluide de refroidissement de la boîte de vitesses automatique 4 électrique est mutualisée et mise à contribution pour assurer également la circulation de fluide de refroidissement basse température au sein du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, sans impacter le refroidissement de l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique par rapport à la situation en première configuration, montrée à la figure 5.
[00145] Toutefois, l’implantation de la pompe 14 à fluide de refroidissement de la boîte de vitesses automatique 4 électrique pourra être sensiblement différente, notamment en fonction de son dimensionnement, du saut de pression et de l’aspiration qu’elle procure, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention, afin d’assurer alors, dans cette situation de vie, le soulèvement de leur siège des parties mobiles du deuxième clapet antiretour et du clapet anti-retour basse température ainsi que la contribution à la fermeture du premier clapet anti-retour et du clapet anti-retour haute température.
[00146] La figure 10 illustre l’architecture du système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule mis en oeuvre sur un véhicule hybride rechargeable selon cette deuxième configuration, dans un mode de fonctionnement équivalent au mode de fonctionnement présenté précédemment en figure 3 dans le cadre de la description de la première configuration.
[00147] Dans cette situation de vie, l’ouverture du thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1, alors que la vanne basse température 8 conserve la même position qu’en figure 9, libère le passage au fluide de refroidissement haute température à travers le radiateur haute température 2d. Comme en figure 3, le deuxième circuit caloporteur basse température est désactivé par la fermeture du deuxième clapet anti-retour, soumis à la pression du fluide de refroidissement haute température en sortie du compartiment 9a du boîtier de sortie 9 de fluide caloporteur du moteur thermique 1 entrant dans le radiateur haute température 2d, et à la désactivation de la pompe 14 de la boîte de vitesses automatique 4 électrique, et le premier clapet anti-retour, soumis à l’aspiration de la pompe à fluide de refroidissement principale 2a du moteur thermique 1, est ouvert.
[00148] De même que dans le mode de fonctionnement décrit en figure 9, la deuxième dérivation permet au fluide de refroidissement haute température en sortie du radiateur haute température 2d de la traverser en grande partie pour refroidir la transmission électrique 4 avec du fluide de refroidissement haute température directement issu du radiateur haute température 2d sans traverser la vanne basse température 8 et le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement.
[00149] L’autre partie du fluide de refroidissement haute température issue du radiateur haute température 2d traverse le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement via les voies A-B puis C-D de la vanne basse température 8 qui relient, la voie A-B étant active, la sortie du radiateur haute température 2d à l’entrée du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement et le retour du fluide de refroidissement haute température sortant du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, la voie C-D étant active, dans la branche refroidie 2c de sortie du radiateur haute température 2d vers la dérivation menant à l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique. Le refroidissement alors prodigué à la boîte de vitesses automatique 4 électrique se fait de manière identique à ce qui a été décrit en regard de la figure 3.
[00150] La deuxième configuration présente l’avantage par rapport à la première configuration, de ne pas impacter la gestion thermique des organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18, et éventuellement de la batterie 22 si elle est connectée au même circuit caloporteur basse température 19 et de disposer globalement d’une source froide, le second circuit caloporteur basse température via le radiateur haute température 2d, plus froide, tant que le thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1 est fermé, ce qui peut toutefois être assez fréquent pour un véhicule hybride rechargeable évoluant fréquemment en mode électrique, que par le premier circuit caloporteur basse température 19 car le second circuit caloporteur basse température alors formé dispose du radiateur 2d dimensionné pour dissiper à l’air extérieur les pertes thermiques plus importantes du moteur thermique 1 et de la transmission électrique 4 et alors moins sollicité thermiquement par les seules calories dissipées par la transmission électrique 4 que ne l’est le premier circuit caloporteur basse température 19 avec les calories dissipées par les organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18.
[00151] La deuxième configuration présente toutefois l’inconvénient d’une occurrence de disponibilité de cette source froide plus faible que dans le cas de la première configuration, et dépendante de la température du fluide de refroidissement haute température en sortie du radiateur haute température 2d, elle-même dépendante de la température du fluide de refroidissement haute température en sortie du moteur thermique 1, du point de fonctionnement en régime et charge du moteur thermique 1 et de la boîte de vitesses automatique 4 électrique, de la capacité d’échange thermique à travers le radiateur haute température 2d elle-même dépendante de la vitesse du véhicule, de la position d’éventuels volets obstruant les entrées d’air en face avant du véhicule, du fonctionnement du groupe moto-ventilateur et de la réfrigération, voire du point de fonctionnement de la suralimentation du moteur thermique 1 selon l’architecture du module de façade aérothermique, etc.
[00152] Ainsi, un capteur de température de fluide de refroidissement, non représenté sur les figures 8 à 11, est judicieusement disposé sur le tuyau d’alimentation du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement en fluide de refroidissement, préférentiellement en aval du clapet anti-retour basse température et du débouché de l’arrivée du fluide de refroidissement en aval du clapet anti-retour haute température en entrée du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement. Une telle implantation permet ainsi d’acquérir la température du fluide de refroidissement en entrée du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement quelle que soit la situation de vie, sauf lorsqu’il est déconnecté de tout circuit caloporteur en fonction des positions des vannes basse température 8 et haute température 13.
[00153] Ainsi, même moteur thermique 1 tournant et même thermostat 11 ouvert, le fluide de refroidissement haute température peut dans une certaine mesure être à une température en sortie du radiateur haute température 2d suffisamment basse pour prodiguer un refroidissement suffisant du fluide frigorigène traversant le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement : dans ce cas, le mode de fonctionnement décrit en figure 10 est conservé, notamment même moteur thermique 1 coupé après son fonctionnement, en mode électrique pur du véhicule hybride rechargeable après un usage en mode hybride.
[00154] Lorsque la température du fluide de refroidissement haute température en entrée du condenseur 6d à fluide de refroidissement n’assure plus un différentiel suffisant de température avec le fluide frigorigène ou lorsque la pression ou la température du fluide frigorigène au niveau du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement dépasse un seuil prédéterminé, le système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule hybride rechargeable mis en oeuvre selon cette deuxième configuration adopte alors le mode de fonctionnement décrit en figure 11, où la vanne basse température 8 déconnecte, en activant ses voies A-C et B-D, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement du circuit caloporteur haute température, rendant alors indisponible le deuxième étage de condensation au sein du circuit frigorigène 6.
[00155] Dans cette situation de vie, une partie du fluide de refroidissement haute température issu du radiateur haute température 2d traverse la deuxième dérivation et l’autre partie traverse la voie A-C de la vanne basse température 8 qui fait contourner au fluide caloporteur issu du radiateur 2d le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement.
[00156] Dans une troisième configuration, il est proposé la connexion fluidique du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, en vue de la réalisation d’un double étage de condensation, à une source froide qui n’est pas uniquement le circuit caloporteur basse température 19, plus particulièrement le fluide de refroidissement basse température en sortie du radiateur basse température 19a, mais qui peut aussi être la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e de la batterie 22 haute tension de traction.
[00157] En effet, la capacité thermique intrinsèque de la batterie 22 et de son échangeur interne, dite plaque froide, et celle de sa branche basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e, sont importantes. De plus, la température interne de la batterie 22 ne doit que rarement dépasser 40°C, ce qui impose une température du fluide de refroidissement très basse température au sein de la branche 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e en entrée de sa plaque froide, d’au plus 30 à 35°C dans ces conditions où la température extérieure peut alors être plus élevée, et qui requièrent la mise en oeuvre de la réfrigération afin d’absorber au sein du deuxième évaporateur 6e les calories dissipées dans le fluide de refroidissement très basse température au sein de la branche 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e par la batterie 22 au travers de la plaque froide.
[00158] Ainsi, le fluide de refroidissement très basse température de la branche 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e en sortie de la plaque froide est encore suffisamment froid, compte-tenu de la température du fluide de refroidissement très basse température au sein de la branche 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e, de l’ordre de 40°C, pour assurer le refroidissement du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement.
[00159] La batterie 22 et sa branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e constituent donc, par leur capacité thermique élevée et leur faible niveau de température, une source froide durable pour refroidir le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement par température extérieure élevée. Cette configuration permet notamment une moindre sollicitation, par rapport aux première et deuxième configurations, des circuits caloporteurs basse température mis en oeuvre et une meilleure disponibilité du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement pour condenser le fluide frigorigène.
[00160] A l’inverse, par température extérieure plus basse, dans une plage de l’ordre de +3°C à +20°C, la chaleur issue du travail de compresion du fluide frigorigène par le compresseur 6b est récupérée dans le fluide de refroidissement très basse température de la branche 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e, traversant le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, pour assurer notamment le réchauffement de la batterie 22 par sa branche basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e, le deuxième évaporateur 6e associé étant alors inactif, via la désactivation du détendeur et de la vanne ouverte/fermée associés.
[00161] En variantes non représentées, sont admises dans le cadre de la présente invention les combinaisons de tout ou partie des trois premières configurations et notamment par exemple, dans le cadre de la troisième configuration, la connexion fluidique du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement à la seconde boucle fluidique 5 du circuit caloporteur haute température et en particulier à l’aérotherme 5a et/ou au deuxième circuit caloporteur basse température tel qu’en deuxième configuration, afin d’alors reproduire avec la troisième configuration le fonctionnel présenté en figures 6 et 7.
[00162] Cette troisième configuration se caractérise par la mise en œuvre d’une troisième vanne quatre voies 2 positions 24 semblable aux vannes basse température 8 et haute température 13 des première et deuxième configurations. Cette troisième vanne 24 associée à la batterie 22 a ses voies connectées fluidiquement, pour une première voie A à l’entrée de la branche 25 de fluide caloporteur raccordée au deuxième évaporateur 6e vers la batterie 22 ; pour une deuxième voie B à la sortie du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement ; pour une troisième voie C à la sortie du deuxième évaporateur 6e assurant le refroidissement de la batterie 22 et pour une quatrième voie D à la voie D de la vanne basse température 8.
[00163] La figure 12 présente un premier mode de fonctionnement de la troisième configuration de la constitution du système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule mis en œuvre sur un véhicule hybride rechargeable. Dans ce mode de fonctionnement, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement et la batterie 22 sont connectés fluidiquement au sein de la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e et dont le fluide de refroidissement est mû par l’activation de la pompe à fluide de refroidissement associée la batterie 22.
[00164] Ainsi, la vanne basse température 8 prend une position mettant en communication ses voies A-C et B-D, qui fait contourner le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement au fluide de refroidissement basse température issu de la pompe 19b à fluide caloporteur et du radiateur 19a du premier circuit basse température 19, et qui relie la sortie du fluide de refroidissement basse température de la pompe 19b à fluide de refroidissement basse température à l’entrée du premier organe électrique et/ou électronique 21 à refroidir. La vanne 24 associée à la batterie 22 adopte une position mettant en communication ses voies A-B et C-D, qui connecte fluidiquement par la voie AB, la sortie du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement à l’entrée de la batterie 22 sur la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e. La vanne 13 associée au deuxième évaporateur 6e adopte une position mettant en communication ses voies A-B et C-D, qui connecte fluidiquement, par la voie A-B, la sortie de la batterie 22, sur la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e, à l’entrée du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement.
[00165] Par leurs positions, les vannes 8 basse température, 24 associée à la batterie 22 et 13 associée au deuxième évaporateur 6e isolent toute une partie du circuit caloporteur qui se trouve alors privée de l’aspiration ou du refoulement d’une pompe à fluide de refroidissement et où donc le fluide de refroidissement ne circule pas. Cette portion inactive de circuit caloporteur, constituée des voies C-D des vannes 24 et 13 associées respectivement à la batterie haute tension 22 et au deuxième évaporateur 6e et de la voie B-D de la vanne 8 basse température, porte en particulier le deuxième évaporateur 6e associé au refroidissement de la batterie 22 haute tension, qui est donc ici inactif via la désactivation du détendeur et de la vanne/off associés sur le circuit frigorigène 6.
[00166] L’association, en un même circuit caloporteur 25 raccordé au deuxième évaporateur 6e, du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement et de la batterie 22, connectés fluidiquement en série, dont le fluide caloporteur est mû par l’activation de la pompe à fluide de refroidissement de la batterie 22, permet, dans un premier cas tel que, par une température extérieure comprise entre environ 3°C et 20°C, l’habitacle requérant son chauffage et sa déshumidification pour désembuage, la chaleur issue de la compression du fluide frigorigène par le compresseur 6b de climatisation est récupérée à travers le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement dans le fluide de refroidissement basse température de la branche 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e pour réchauffer la batterie 22.
[00167] Dans un deuxième cas tel que, par une température extérieure d’environ 15 à 20°C, l’inertie et la capacité thermiques de la bræche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e ainsi constituée, du volume de fluide caloporteur à l’intérieur de la branche 25 et de la plaque froide de la batterie 22, de la batterie 22 et sa plaque froide elles-mêmes, sont mises à contribution afin d’assurer ainsi, par la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e, le besoin de refroidissement du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement dans ces conditions, tant que la batterie 22 ne requiert pas d’être refroidie. La condensation est alors essentiellement réalisée dans le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement uniquement.
[00168] Dans le premier cas, le besoin de climatisation est important afin d’assurer la réfrigération pour la déshumidification et le chauffage de l’habitacle. Le circuit frigorigène 6 est activé: le compresseur 6b et le premier évaporateur 6a sont opérationnels, celui-ci via l’activation du détendeur correspondant et de la vanne ouverte/fermée associée en position ouverte, afin de déshumidifier l’habitacle. L’activation de la réfrigération permet d'assécher l'air de l'habitacle qu’il est nécessaire ensuite de réchauffer afin de maintenir une température adaptée dans l'habitacle. Dans le même temps, par les températures extérieures associées, si la batterie 22 haute tension requiert d’être réchauffée afin de rendre disponible la puissance électrique qu’elle délivre, sensible à la température de la batterie 22, le deuxième évaporateur 6e associé sur le circuit frigorigène 6 est alors inactif, via la désactivation du détendeur et de la vanne ouverte/fermée associés, celle-ci en position fermée.
[00169] Le premier mode de fonctionnement de la troisième configuration du système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule transfère alors à la batterie de traction 22, via l’activation de la pompe à fluide de refroidissement associée à la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e, la chaleur dissipée dans le fluide de refroidissement de la branche 25 très basse température à travers le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, jusqu’à ce que la température interne de la batterie 22 atteigne ou dépasse un premier seuil de température prédéterminé, par exemple 10 à 20° C.
[00170] Dans le deuxième cas, le besoin de réfrigération de l’habitacle est faible afin de réguler sa température à une valeur légèrement inférieure à la température ambiante. Le circuit frigorigène 6 est activé : le compresseur 6b et le premier évaporateur 6a sont opérationnels, celui-ci via l’activation du détendeur correspondant et de la vanne ouverte/fermée associée en position ouverte, afin de réfrigérer l’habitacle. Il peut être nécessaire de réchauffer également l'habitacle afin d’y maintenir une température adaptée. Dans le même temps, par les températures extérieures associées, si la batterie 22 haute tension ne requiert alors aucune gestion thermique particulière, ni réchauffement ni refroidissement, si sa température interne se trouve entre deux seuils de température prédéterminés, par exemple entre 15 et 30° C, le deuxième évaporateur 6e associé sur le circuit frigorigène 6 est alors inactif, via la désactivation du détendeur et de la vanne ouverte/fermée associés, celle-ci en position fermée.
[00171] Ce premier mode de fonctionnement de la troisième configuration du système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule transfère à la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e, caractérisée alors par une capacité thermique importante, celle intrinsèque à la batterie 22 et à sa plaque froide, celle du fluide de refroidissement mis en oeuvre dans la branche très basse température 25, les calories dissipées à travers le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement par la condensation qui s’y opère du fluide frigorigène, jusqu’à ce que la température interne de la batterie 22 atteigne ou dépasse un deuxième seuil de température prédéterminé, environ 30 °C.
[00172] La figure 13 présente un deuxième mode de fonctionnement de la troisième configuration de la constitution du système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule mis en oeuvre sur un véhicule hybride rechargeable. Dans ce mode de fonctionnement, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement et la batterie 22 haute tension sont comme dans le cas du premier mode de fonctionnement connectés fluidiquement au sein de la même branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e et dont le fluide caloporteur est mû par l’activation de la pompe à fluide de refroidissement associée à la batterie 22, mais cette fois-ci la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e ainsi formée porte également le deuxième évaporateur 6e ou évaporateur de refroidissement de la batterie 22, en amont de la pompe.
[00173] Ainsi, la vanne basse température 8 prend une position mettant en communication ses voies A-C et B-D, qui d’une part, la voie A-C étant active, fait contourner le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement au fluide de refroidissement basse température issu du radiateur basse température 19a et qui relie la sortie du fluide de refroidissement basse température de la pompe 19b à fluide de refroidissement basse température à l’entrée du premier organe électrique/électronique 21 à refroidir et qui, d’autre part relie fluidiquement via sa voie B-D active la sortie D de la vanne 24 associée à la batterie 22 à l’entrée D de la vanne 13 associée au deuxième évaporateur 6e. La vanne 24 associée à la batterie 22 adopte une position mettant en communication ses voies A-C et B-D, qui, d’une part connecte fluidiquement, via sa voie B-D active, la sortie du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement sur la branche très basse température 25 à l’entrée du deuxième évaporateur 6e, à travers la voie B-D de la vanne basse température 8 puis la voie C-D de la vanne 13 associée au deuxième évaporateur 6e, et, d’autre part connecte fluidiquement, via sa voie A-C, la sortie du deuxième évaporateur 6e à l’entrée de la batterie 22. La vanne 13 associée au deuxième évaporateur 6e adopte une position mettant en communication ses voies A-B et C-D qui, d’une part connecte fluidiquement, via sa voie A-B, la sortie de la batterie haute tension 22 sur la branche très basse température 25 à l’entrée du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement et, d’autre part connecte fluidiquement, via sa voie C-D, la sortie du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement à l’entrée du deuxième évaporateur 6e sur la branche très basse température 25 à fluide caloporteur.
[00174] Dans ce mode de fonctionnement, pour des températures extérieures allant de 20 °C à au-delà de 30 °C, l’habitacle et la batterie 22 requièrent respectivement d’être réfrigéré et refroidi, et ce de façon d’autant plus importante que la température extérieure et l’ensoleillement sont élevés et que le véhicule hybride rechargeable est sollicité en mode de roulage tout électrique : la condensation à double étage est établie.
[00175] Le circuit frigorigène 6 est activé : le compresseur 6b et le premier évaporateur 6a sont opérationnels, ce dernier via l’activation du détendeur correspondant et de la vanne ouverte/fermée associée en position ouverte, afin de réfrigérer l’habitacle, ainsi que le deuxième évaporateur 6e disposé en parallèle du premier évaporateur 6a, via l’activation du détendeur correspondant et de la vanne ouverte/fermée associée en position ouverte, afin d’assurer en même temps le refroidissement de la batterie de traction 22, par absorption à travers le deuxième évaporateur 6e des calories dissipées par la batterie 22 au fluide de refroidissement très basse température de la branche 25 à la traversée de la plaque froide de la batterie 22. Ainsi le fluide de refroidissement très basse température de la branche 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e est admis dans la plaque froide, ou échangeur interne, de la batterie 22 à une température de l’ordre de 10 à 25-30°C et en ressort à une température d’au plus 40°C, ou excepfonnellement 45°C.
[00176] Ainsi le fluide de refroidissement très basse température de la branche 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e est encore en sortie de la batterie de traction 22, dans la grande majorité des cas de vie, à une température suffisamment basse à l’issue de la batterie 22 pour assurer le refroidissement du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement. L’activation de la pompe à fluide de refroidissement associée à la batterie haute tension 22 permet au fluide de refroidissement de parcourir la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e alors constitué par l’association en série du deuxième évaporateur 6e qui constitue la source froide de la branche 25 à fluide caloporteur, de la batterie haute tension 22qui constitue la source chaude principale et du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement qui constitue la source chaude secondaire, dans cet ordre selon le sens de circulation du fluide de refroidissement dans la branche très basse température 25 compte-tenu des exigences thermiques de la batterie 22 de traction, plus contraignantes que celles du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement.
[00177] Lorsque toutefois le dimensionnement du circuit frigorigène 6 et de la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e n’est plus en mesure, tandis que le système de gestion de la température dans une installation thermique selon la troisième configuration adopte le deuxième mode de fonctionnement qui vient d’être présenté, de convenablement assurer le refroidissement de la batterie haute tension 22 et/ou du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, par exemple si la température du fluide de refroidissement dans le premier circuit caloporteur basse température 19 en sortie du radiateur basse température 19a est inférieure à la température du fluide de refroidissement très basse température en sortie de la batterie 22 ou en entrée du condenseur auxiliaire 6d dans la branche 25 très basse température raccordée au deuxième évaporateur 6e , ou encore si la pression ou la température de fluide frigorigène en sortie du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement dépasse un seuil prédéterminé, le système de gestion de la température dans une installation thermique selon la troisième configuration adopte alors le troisième mode de fonctionnement décrit ci-après en figure 14.
[00178] La figure 14 présente un troisième mode de fonctionnement de la troisième configuration de la constitution du système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule mis en oeuvre sur un véhicule hybride rechargeable. Dans ce mode de fonctionnement, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est dissocié de la branche très basse température 25 de refroidissement de la batterie 22 pour laisser celle-ci connectée fluidiquement au seul deuxième évaporateur 6e, en aval de celle-ci, et pour connecter le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement en sortie du radiateur basse température 19a sur le circuit basse température 19.
[00179] Ainsi, dans cette configuration, la batterie haute tension 22 est, comme dans le cas du deuxième mode de fonctionnement, connectée fluidiquement au deuxième évaporateur 6e au sein de la même branche très basse température 25 dont le fluide de refroidissement est mû par l’activation de la pompe associée à la batterie 22, tandis que le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est alors relié fluidiquement au circuit caloporteur basse température 19 en sortie du radiateur basse température 19a dont le fluide de refroidissement basse température est mû par l’activation de la pompe 19b à fluide de refroidissement basse température. Ce mode de fonctionnement de cette troisième configuration permet alors une mise en oeuvre du système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule, analogue à celui décrit en figure 5.
[00180] Dans ce troisième mode de fonctionnement, la vanne basse température 8 prend une position mettant en communication ses voies A-B et C-D, qui d’une part, relie fluidiquement via sa voie A-B active la sortie du radiateur basse température 19a, en sortie de la pompe 19b à fluide de refroidissement basse température, à l’entrée du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement à travers la voie B-D de la vanne 13 associée au deuxième évaporateur 6e et qui d’autre part, connecte fluidiquement, via sa voie C-D, la sortie du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement au retour sur le circuit caloporteur basse température 19 à l’entrée du premier organe électrique/électronique 21 à refroidir, via la voie B-D de la vanne 24 associée à la batterie de traction 22.
[00181] La branche à fluide caloporteur très basse température 25 n’est alors formée que de la batterie de traction 22, de sa pompe à fluide de refroidissement et du deuxième évaporateur 6e, dont l’entrée en fluide caloporteur est reliée fluidiquement à travers la voie A-C de la vanne 13 qui lui est associée à la sortie de la batterie 22, et dont la sortie est connectée fluidiquement, via la voie A-C de la vanne 24 associée à la batterie 22, à l’entrée de la batterie 22.
[00182] Ainsi, la position de la vanne basse température 8, de la vanne 13 associée au deuxième évaporateur 6e et de la vanne 24 associée à la batterie 22, associe d’une part, le deuxième évaporateur 6e et la plaque froide intégrée à la batterie de traction 22 en une même branche 25 de fluide caloporteur très basse température afin d’assurer, le deuxième évaporateur 6e en étant la source froide, le refroidissement de la batterie 22. D’autre part, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est connecté fluidiquement au premier circuit caloporteur basse température 19 et le fait traverser par du fluide de refroidissement basse température issu du radiateur basse température 19a et propulsé par la pompe 19b à fluide de refroidissement basse température, en série et en amont des autres organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18 à refroidir.
[00183] Le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est donc dans ce troisième mode de fonctionnement, a contrario des deux premiers, séparé de l’échangeur interne ou plaque froide de la batterie haute tension 22 et de la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e qui forme alors la branche basse température 25 dont le fluide de refroidissement, mû par la pompe à fluide de refroidissement associée à la batterie 22, dissipe au deuxième évaporateur 6e les calories absorbées à la traversée de la plaque froide de la batterie 22.
[00184] Par rapport au deuxième mode de fonctionnement détaillé ci-avant, le deuxième évaporateur 6e, soulagé de la chaleur dégagée par le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, désormais dissipée dans le fluide de refroidissement basse température du premier circuit caloporteur basse température 19, est alors plus à même de mieux refroidir la batterie haute tension de traction 22.
[00185] La figure 15 présente un quatrième mode de fonctionnement de la troisième configuration de la constitution du système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule mis en oeuvre sur un véhicule hybride rechargeable.
Dans ce mode de fonctionnement, la batterie 22 haute tension de traction est comme dans le cas du troisième mode de fonctionnement connectée fluidiquement au seul deuxième évaporateur 6e au sein de la même branche à fluide caloporteur très basse température 25 dont le fluide de refroidissement basse température est mû par l’activation de la pompe à fluide de refroidissement associée à la batterie 22, tandis que le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est alors déconnecté fluidiquement de tout circuit caloporteur, que ce soit le circuit caloporteur basse température 19 en sortie du radiateur basse température 19a, la vanne basse température 8 faisant contourner le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement par le fluide de refroidissement basse température refoulé par la pompe 19b à fluide caloporteur basse température, ou que ce soit la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e.
[00186] La vanne basse température 8 et les vannes 13 et 24 associées respectivement au deuxième évaporateur 6e et à la batterie 22 haute tension, prennent alors une position qui connecte ensemble leurs voies B-D et isolent ainsi de toute circulation de fluide de refroidissement, en la privant de l’aspiration ou du refoulement de toute pompe à fluide de refroidissement, une partie du circuit caloporteur portant le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement. Celui-ci, privé de toute traversée de fluide de refroidissement, est donc alors désactivé du circuit frigorigène 6 et la vanne réfrigérante 16 désactive le contournement du condenseur 6c à air qui réalise alors seul la condensation du fluide frigorigène.
[00187] Les quatre modes de fonctionnement de la troisième configuration, ci-avant illustrés par les figures 12 à 15, présentent le système de gestion de la température dans une installation thermique mise en oeuvre alors que le thermostat 11 de thermorégulation du moteur thermique 1 est fermé et que le refroidissement de la boîte de vitesses automatique 4 électrique est actif via le deuxième circuit caloporteur basse température mettant à contribution le radiateur haute température 2d non utilisé par la première boucle fluidique du circuit caloporteur haute température.
[00188] Les quatre modes de fonctionnement de la troisième configuration, mettant en oeuvre l’indépendance entre d’une part, le premier circuit caloporteur basse température 19 et la branche très basse température 25 raccordée au deuxième évaporateur 6e et, d’autre part le circuit caloporteur haute température 2b, 2c, 5 et le deuxième circuit caloporteur basse température, sont donc réalisés indépendamment de la configuration de ces deux derniers circuits caloporteurs, notamment alors que le thermostat 11 du moteur thermique 1 est ouvert en thermorégulation ou en pleine ouverture, et que le deuxième circuit caloporteur basse température est connecté au circuit caloporteur haute température.
[00189] En variante, la pompe à fluide de refroidissement additionnelle assurant le refroidissement du carter de la turbine 12b et des paliers du turbocompresseur dans certaines situations de vie, par exemple de type coup de chaud alors que le moteur thermique 1 est coupé après une forte sollicitation, peut être mise en oeuvre pour remplacer, soit la pompe à fluide caloporteur additionnelle de la seconde boucle fluidique 5 du circuit caloporteur haute température portant l’aérotherme 5a, soit la pompe à fluide de refroidissement additionnelle 14 de refroidissement de la boîte de vitesses automatique 4 électrique au sein du deuxième circuit caloporteur basse température.
[00190] Cette variante permet, au prix de l’adaptation en conséquence des connexions fluidiques des circuits caloporteurs concernés par rapport à celles illustrées dans ce mémoire et de la gestion des situations de vie associées, par exemple une prise en compte du flux thermique additionnel dissipée par les gaz d’échappement se détendant dans la turbine du turbocompresseur, de faire l’économie du coût d’au moins une pompe additionnelle, de son support et de sa connectique de commande.
[00191] Chacun des modes de fonctionnement des trois configurations, ainsi que de leur combinaison, du système de gestion de la température dans une installation thermique présentées au sein de ce mémoire, peut être mis en oeuvre dans tous les cas de vie du véhicule hybride rechargeable, en fonction de l’état thermodynamique de chacun des circuits caloporteurs dont le circuit frigorigène 6, de l’état thermique des différents composants dont notamment la batterie 22 haute tension de traction, le moteur thermique 1, les organes électriques et/ou électroniques 20, 21, 18, la boîte de vitesses automatique 4 électrique, etc, de l’état de l’environnement extérieur caractérisé par la température extérieure, le niveau d’ensoleillement, l’hygrométrie, etc., des logiques de commande acquérant des informations via différents capteurs, non représentés, pilotant notamment différents actionneurs comme par exemple les volets d’entrées d’air pilotés, le thermostat 11 piloté, les soupapes de décharge de la turbine et/ou du compresseur du turbocompresseur, la position des volets de distribution d’air dans l’habitacle, etc., et enregistrées dans un calculateur dédié, non représenté, ou hébergées dans un ou plusieurs calculateurs, non représentés, assurant d’autres fonctions du véhicule.
[00192] Il peut aussi être tenu compte des souhaits directement ou indirectement exprimés par l’utilisateur du véhicule via le réglage de la climatisation, en position de chauffage, de réfrigération et/ou de désembuage, tenant compte du type de roulage, de la recharge de la batterie 22 haute tension de traction depuis une source d’énergie externe au véhicule, préconditionnement thermique de l’habitacle, etc.
[00193] Plus particulièrement, même dans les phases de vie hors roulage du véhicule, le système de gestion de la température dans une installation thermique, peut adopter différents modes de fonctionnement dans chacune des trois configurations, ainsi que leur combinaison. Ceci peut être le cas en phase de recharge de la batterie 22 haute tension de traction depuis une source d’énergie externe au véhicule, selon que cette recharge soit lente ou rapide.
[00194] Une recharge est dite lente lorsqu’elle s’effectue depuis le réseau domestique, à une puissance de quelques kilowatts: cette recharge peut donc durer plusieurs heures, en fonction de la capacité de la batterie 22 haute tension de traction. Le chargeur 21 remplit sa fonction de conversion du courant aux caractéristiques fournies par le réseau domestique en un courant de caractéristiques requises par la batterie 22 et l’onduleur 18 ou le chargeur 21 regroupe au moins un convertisseur de courant pour en adapter les caractéristiques fournies par le réseau domestique aux besoins requis par les composants alimentés en très basse tension, 12V ou jusqu’à 48V. Leur fonctionnement requiert leur refroidissement dans toutes les conditions : le circuit basse température 19 est activé, notamment via la pompe 19b à fluide de refroidissement basse température. En recharge lente, la batterie 22 peut ne pas nécessiter d’être refroidie ni réchauffée en fonction de sa température initiale, de la température de son environnement, selon son implantation, par exemple sous caisse, dans l’habitacle ou dans le coffre, de l’intensité du courant qu’elle admet, de l’évolution de son indice de charge.
[00195] Si tel est le cas, le circuit frigorigène 6 est inactif. En cas de nécessité de refroidir la batterie 22 haute tension de traction, le circuit frigorigène 6 est activé de sorte à réaliser la condensation du fluide frigorigène exclusivement au sein du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, de sorte à réduire voire annuler le recours au groupe motoventilateur, source importante de bruit et de consommation électrique, la vanne réfrigérante 16 prend la position permettant au fluide frigorigène de contourner le condenseur 6c à air. La branche du circuit frigorigène 6 portant le deuxième évaporateur 6e est activée et celle portant l’évaporateur 6a habitacle est désactivée sauf si un préconditionnement actif de l’habitacle en mode réfrigération est en cours en même temps, auquel cas elle est également active.
[00196] Le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est alors, selon les positions prises par les vannes basse température 8 et haute température 13, selon une première possibilité connecté à la seconde boucle fluidique 5 du circuit caloporteur haute température s’il est pertinent de le faire afin de dissiper à l’aérotherme 5a, en cas de préconditionnement actif de l’habitacle en mode chauffage, et/ou au moteur thermique 1, le circuit haute température 2b, 2c, 5 adoptant alors une configuration en boucle longue, les calories générées lors de la compression du fluide frigorigène par le compresseur 6b de climatisation. Selon une autre possibilité, le condenseur auxiliaire 6d à fluide caloporteur est connecté au premier circuit caloporteur basse température 19, comme montré dans les première et troisième configurations, ou au deuxième circuit caloporteur basse température, conformément à la deuxième configuration, qui présente alors l’avantage de ne pas réduire le potentiel de refroidissement du chargeur 21 par le premier circuit caloporteur basse température 19 mais qui requiert alors l’activation de la pompe 14 à fluide de refroidissement de la boîte de vitesses automatique 4 électrique, et dont les sources froides sont le radiateur haute température 2d et dans une moindre mesure l’échangeur fluide/huile 4a de la boîte de vitesses automatique 4 électrique.
[00197] L’atteinte d’un seuil prédéterminé de température de fluide de refroidissement basse température en entrée du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement ou en entrée du chargeur 21, ou d’un seuil de température ou de pression du fluide frigorigène, nécessite malgré tout la mise en œuvre du groupe moto-ventilateur, mais avec alors une occurrence fortement réduite, grâce à la capacité calorifique et à la masse volumique du fluide de refroidissement, supérieures à celles de l’air extérieur, désactivé avec une hystérésis prédéterminée.
[00198] La recharge rapide permet de restituer à la batterie 22 haute tension de traction un certain niveau de son énergie utile, par exemple 80%, en un temps maximal, par exemple de 20 à 30 minutes. En conséquence, la puissance électrique de charge injectée au sein de la batterie 22 est importante, quelques dizaines à quelques centaines de kilowatts, et la fait fortement s’échauffer si bien que son refroidissement est impératif, soit tout au long et en même temps que la recharge rapide proprement dite, soit de sorte à atteindre une température interne batterie 22 suffisamment basse avant la recharge rapide proprement dite, mais sans en altérer l’acceptance en courant, plus faible à mesure que la température de la batterie 22 descend sous un seuil prédéterminé, de sorte à ne plus avoir à refroidir la batterie 22 pendant la recharge.
[00199] Le chargeur 21 à bord du véhicule peut être inactif mais la transformation des caractéristiques du courant fournies par la source extérieure, borne de charge rapide, aux besoins requis par les composants alimentés en très basse tension, 12V ou jusqu’à 48V, requiert l’activation du circuit basse température 19 pour refroidir les organes électriques et/ou électroniques impliqués, notamment l’onduleur 18 et le convertisseur de courant. Le circuit frigorigène 6 est activé, la vanne réfrigérante 16 prend la position permettant au fluide frigorigène de contourner le condenseur 6c à air de sorte à réaliser la condensation du fluide frigorigène exclusivement au sein du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, la branche du circuit frigorigène 6 portant le deuxième évaporateur 6e en connexion fluidique avec la branche de fluide caloporteur très basse température 25 en connexion fluidique avec l’échangeur interne ou plaque froide de la batterie 22 est activée, via l’activation du détendeur et de la vanne ouverte/fermée en position ouverte associés, et la branche du circuit frigorigène 6 portant l’évaporateur 6a habitacle est désactivée. Le fluide caloporteur au sein de la branche 25 très basse température est alors mû par l’activation de la pompe à fluide de refroidissement associée à la batterie 22.
[00200] On suppose que la priorité dans le délai imparti est mise, soit par l’utilisateur, soit par l’unité de contrôle du système de pilotage du véhicule ou de son thermomanagement, à la recharge de la batterie 22 et que la fonction de préconditionnement thermique de l’habitacle, en mode réfrigération ou chauffage, est alors inactive. Sinon : en mode réfrigération, la branche du circuit frigorigène 6 portant l’évaporateur 6a habitacle est activée, ou en mode chauffage, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est connecté fluidiquement à l’aérotherme 5a.
[00201] Le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est alors, soit connecté à la seconde boucle fluidique 5 haute température s’il est pertinent de dissiper à l’aérotherme 5a et/ou au moteur thermique 1 les calories générées par la compression du fluide frigorigène, soit connecté au premier ou au deuxième circuit basse température 19.
[00202] Le groupe moto-ventilateur est activé si la température fluide de refroidissement basse température en entrée du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement ou la température ou la pression du fluide frigorigène dépasse un seuil prédéterminé et désactivé avec une hystérésis prédéterminée.
[00203] En phase de préconditionnement thermique de l’habitacle, alors que le véhicule est toujours connecté à une source d’énergie externe au véhicule, par exemple au réseau domestique avec une puissance de quelques kWatts, selon qu’il s’agisse du mode chauffage ou réfrigération de l’habitacle, le chargeur 21 convertit les caractéristiques du courant fourni par la source d’énergie externe en un courant de caractéristiques requises par la batterie 22 et que le convertisseur de courant de l’onduleur 18 adapte à son tour, sans que préférentiellement ce courant ne pénètre la batterie 22, aux besoins requis par les composants alimentés en très basse tension, 12V ou jusqu’à 48V. Leur fonctionnement requiert leur refroidissement dans toutes les conditions : le circuit caloporteur basse température 19 est activé, notamment via la pompe 19b à fluide de refroidissement basse température.
[00204] En mode chauffage de l’habitacle, la source de chaleur est activée. S’il s’agit d’un réchauffeur électrique par exemple de type thermistance, dont la résistance augmente avec la température, dissipant directement les calories générées par effet Joule à l’air entrant dans l’habitacle, le circuit caloporteur haute température dont en particulier la deuxième boucle fluidique 5 et le circuit frigorigène 6 sont inactifs et si la gestion thermique de la batterie 22 se fait par l’air d’habitacle, et non comme représenté dans les figures illustrant le système de gestion de la température dans une installation thermique du véhicule, alors les calories encore présentes dans l’air de l’habitacle avant leur extraction du véhicule peuvent si nécessaire réchauffer également la batterie 22.
[00205] Dans le cas d’un brûleur à carburant ou d’un réchauffeur électrique par exemple de type thermistance dont la résistance augmente avec la température et dissipant les calories générées respectivement par combustion ou par effet Joule dans le fluide de refroidissement haute température avant son entrée dans l’aérotherme 5a, alors la pompe à fluide de refroidissement additionnelle disposée sur la seconde boucle fluidique 5 portant l’aérotherme 5a est activée et la seconde boucle fluidique 5 est configurée en boucle courte, de sorte que le fluide de refroidissement haute température contourne en sortie de l’aérotherme 5a le moteur thermique 1 pour gagner l’entrée de la source chaude, ou en boucle longue, de sorte que le fluide de refroidissement haute température en sortie de l’aérotherme 5a traverse le moteur thermique 1 pour y dissiper les calories résiduelles avant de gagner à nouveau l’entrée de la source chaude, et alors le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est déconnecté de la seconde boucle fluidique 5 du circuit caloporteur haute température via la vanne 13 haute température.
[00206] Si de plus la deuxième boucle fluidique 5 du circuit caloporteur haute température et la branche très basse température 25 portant l’échangeur interne ou plaque froide de la batterie 22 sont dotées d’un moyen de connexion fluidique entre elles et s’il est alors pertinent de réchauffer la batterie 22 par les calories résiduelles, la batterie 22 peut alors être fluidiquement connectée au circuit caloporteur haute température, dans un ordre de circulation dont le choix dépend de la priorisation des prestations véhicule associées et des conditions thermiques présentes dans l’habitacle, le moteur thermique 1 et/ou la batterie 22.
[00207] En mode réfrigération, le circuit frigorigène 6 est activé, la vanne réfrigérante 16 prend la position permettant au fluide frigorigène de contourner le condenseur 6c à air de sorte à réaliser la condensation du fluide frigorigène exclusivement au sein du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement, la branche portant l’évaporateur 6a habitacle est activée et celle portant le deuxième évaporateur 6e en connexion fluidique avec la batterie 22 est préférentiellement désactivée, sauf si en même temps, la batterie 22 requiert un préconditionnement thermique de sorte à en abaisser la température.
[00208] La branche du circuit frigorigène 6 portant l’évaporateur 6a batterie 22 est alors activée s’il faut la refroidir ou, s’il faut la réchauffer, le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est connecté fluidiquement à la batterie 22 sans alors traverser l’aérotherme 5a. Le condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement est alors, soit connecté au circuit caloporteur haute température s’il est pertinent de dissiper au moteur thermique 1 et/ou à la batterie 22 les calories générées par la compression du fluide frigorigène, soit connecté au premier 19 ou au deuxième circuit caloporteur basse température.
[00209] Le groupe moto-ventilateur est activé si la température du fluide de refroidissement basse température en entrée du condenseur auxiliaire 6d à fluide de refroidissement ou la température ou la pression du fluide frigorigène dépasse un seuil prédéterminé et désactivé avec une hystérésis prédéterminée.
[00210] En variante alternative, dans le cadre des première ou seconde configuration, les premier et deuxième moyens de connexion fluidique 8, 13 sont implantés en environnement sous capot à proximité l’un de l’autre, et additionnellement à proximité du condenseur auxiliaire 6d à fluide caloporteur, de sorte à réaliser un module additionnel connectable au circuit frigorigène 6. En variante additionnelle, l’un ou l’autre des moyens de connexion fluidique 8 ou 13 est absent, ainsi que par conséquent la fonctionnalité associée. Ainsi par exemple, l’absence du premier moyen de connexion fluidique 8 prive le circuit frigorigène 6 de l’étage de condensation additionnel par climat chaud et température extérieure élevée, supérieure à 30°C, mais la préseice alors du second moyen de connexion fluidique 13 permet de récupérer, dans le fluide caloporteur de la boucle fluidique 5 en amont de l’aérotherme 5a, la chaleur dissipée au fluide frigorigène par la compression prodiguée par le compresseur 6b de climatisation afin, par climat tempéré et température extérieure comprise entre 0°C et 15°C, de désembuer efficacement l’habitacle.
[00211] En variantes, le condenseur 6c à air et le condenseur 6d à fluide caloporteur sont disposés au sein du circuit frigorigène 6 en parallèle l’un de l’autre et/ou les moyens de connexion fluidique 8, 13, 24, préférentiellement de type vanne 4 voies à deux positions, peuvent être remplacées de manière non préférentielle, soit chacune par deux vannes ouverte/fermée, soit par trois vannes 3 voies.
[00212] En variante, le circuit frigorigène 6 comporte additionnellement un conduit de dérivation du condenseur 6d à fluide caloporteur, entre l’amont et l’aval du condenseur 6d. Ce conduit de dérivation est alors doté d’une seconde vanne de dérivation à fluide réfrigérant, dite seconde vanne réfrigérante, permettant de diriger le fluide frigorigène issu du compresseur 6b de climatisation, alternativement à travers le condenseur auxiliaire 6d à fluide caloporteur, le conduit de dérivation étant alors obturé par la seconde vanne réfrigérante, ou à travers le conduit de dérivation sans alors traverser le condenseur auxiliaire 6d à fluide caloporteur dont la traversée par le fluide frigorigène est obturée par la seconde vanne réfrigérante. Dans le cadre de cette variante, une alternative possible aux première ou deuxième configurations consiste alors à s’affranchir du moyen de connexion fluidique 13 ou vanne haute température et de disposer le condenseur auxiliaire 6d à fluide caloporteur sur la deuxième boucle fluidique 5 du circuit caloporteur haute température, soit en parallèle de l’aérotherme 5a, soit préférentiellement en série et en aval de l’aérotherme 5a.
[00213] Les avantages de la présente invention sont une meilleure autonomie du véhicule en mode de traction ou de propulsion purement électrique pour les climats frais à fortes occurrences, de meilleures performances de réfrigération par climat grand chaud notamment pour le mode électrique, ou une réduction de la consommation électrique du compresseur 6b à iso prestation pour un gain en autonomie du véhicule par climat chaud, un meilleur désembuage en permettant la recirculation de l’air au sein de l’habitacle par climat froid.
[00214] Comme une mise en température du moteur thermique 1 est possible pendant les modes électriques, il est procuré un gain de consommation en carburant du moteur 1, une diminution du recours au groupe moto-ventilateur, une rationalisation de la consommation électrique avec une augmentation de l’autonomie du véhicule et une diminution des nuisances acoustiques et vibratoires induites.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Installation thermique pour un véhicule hybride comprenant un moteur thermique (1) associé à un moteur électrique (20) comportant :- un premier circuit de refroidissement (19) à fluide caloporteur comportant une pompe basse température (19b) et un radiateur basse température (19a) pour refroidir le fluide ayant traversé le moteur électrique (20) et des premiers éléments (21, 18) associés au moteur électrique (20),- un deuxième circuit de refroidissement à fluide caloporteur comportant une première boucle fluidique (2b, 2c) comprenant un radiateur haute température (2d) pour refroidir le fluide ayant traversé le moteur thermique (1) et des deuxièmes éléments (12, 12b, 4) associés au moteur thermique (1), et une seconde boucle fluidique (5) comprenant une pompe auxiliaire et partant du moteur thermique (1), traversant un aérotherme (5a) et retournant au moteur thermique (1 ),- un circuit frigorigène (6) à fluide réfrigérant comportant au moins une première branche frigorigène portant un premier évaporateur (6a) en échange thermique avec l’air de l’habitacle du véhicule, dans laquelle le fluide réfrigérant absorbe de la chaleur en changeant d’état physique, caractérisée en ce que la première branche frigorigène comporte un condenseur auxiliaire (6d) de fluide réfrigérant en échange thermique sélectivement avec, d’une part, une première boucle de fluide caloporteur en échange thermique avec le premier circuit (19) de fluide caloporteur en aval du radiateur basse température (19a) ou en échange thermique avec la première boucle fluidique (2b, 2c) du deuxième circuit de fluide caloporteur en aval du radiateur haute température (2d), ou, d’autre part, une boucle auxiliaire de fluide caloporteur de la seconde boucle fluidique (5) du deuxième circuit de fluide caloporteur en dérivation d’une portion de la seconde boucle fluidique (5) en amont de l’aérotherme (5a), le condenseur auxiliaire (6d) de fluide réfrigérant étant disposé dans le circuit frigorigène (6) en série et en amont du condenseur (6c) de fluide réfrigérant en échange thermique avec l’air extérieur.
- 2. Installation thermique selon la revendication 1, dans laquelle la première boucle de fluide caloporteur est en dérivation d’une branche en retour du premier circuit (19) ou du deuxième circuit de fluide caloporteur en aval du radiateur respectif (19a) et des premiers éléments (21, 18) associés au moteur électrique (20) ou respectivement du deuxième circuit de fluide caloporteur en aval du radiateur haute température (2d) en direction du moteur thermique (1), la première boucle de fluide caloporteur retournant dans le premier circuit de refroidissement (19) en amont du moteur électrique (20) et des premiers éléments (21, 18) associés au moteur électrique (20) ou respectivement dans une branche de retour (2c) du deuxième circuit de refroidissement en amont du moteur thermique (1), la première boucle de fluide caloporteur comprenant un premier moyen de connexion fluidique (8) à deux entrées et deux sorties, avec une première entrée alimentée en fluide caloporteur par la branche en retour du premier circuit ou du deuxième circuit, une première sortie du fluide caloporteur vers le condenseur auxiliaire (6d) par la première boucle de fluide caloporteur, une deuxième entrée recevant le fluide caloporteur en retour du condenseur auxiliaire (6d) par la première boucle de fluide caloporteur et une deuxième sortie retournant le fluide caloporteur dans la branche de retour du premier circuit caloporteur (19) en amont du moteur électrique (20) et des premiers éléments (21, 18) associés au moteur électrique (20) ou respectivement dans la branche de retour (2c) du deuxième circuit de refroidissement en amont du moteur thermique (1).
- 3. Installation thermique selon la revendication 2, dans laquelle la branche de retour (2c) vers le moteur thermique (1) du deuxième circuit haute température (2b, 2c, 5) débouche dans une entrée d’un boîtier (9) de sortie de fluide caloporteur du moteur thermique (1) et quitte le boîtier (9) de sortie par une sortie alimentant une conduite sous l’action d’une pompe en direction du moteur thermique (1).
- 4. Installation thermique selon la revendication précédente, dans laquelle le boîtier (9) de sortie de fluide caloporteur du moteur thermique (1 ) présente deux compartiments (9a, 9b) communiquant entre eux par une ouverture fermée par un clapet pressostatique (10) et/ou un clapet solidaire d’un thermostat, avec, dans un premier compartiment (9a), un thermostat (11) fermant une sortie vers le radiateur (2d) du circuit haute température, le premier compartiment (9a) présentant une entrée directement raccordée au moteur thermique (1) et une sortie alimentant la seconde boucle fluidique (5) d’échange de chaleur à fluide caloporteur chaud traversant l’aérotherme (5a), l’entrée de la branche de retour (2c) du deuxième circuit (2b, 2c) et la sortie en direction du moteur thermique (1) étant logées dans un deuxième compartiment (9b).
- 5. Installation thermique selon la revendication précédente, dans laquelle le deuxième compartiment (9b) comporte une entrée pour fluide caloporteur en provenance d’un échangeur de chaleur (12) fluide de refroidissement/huile de lubrification du moteur thermique (1), une boucle d’échange de chaleur pour une boîte de vitesses automatique (4) étant raccordée à la branche de retour (2c) du deuxième circuit (2b, 2c) en amont de l’entrée de la branche de retour (2c) du deuxième circuit (2b, 2c).
- 6. Installation thermique selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans laquelle la première boucle de fluide caloporteur et la branche en retour du premier circuit ou du deuxième circuit de fluide caloporteur en aval du radiateur respectif (19a, 2d) comprennent au moins trois moyens de connexion fluidique (8, 13, 24) permettant l’alimentation fluidique d’une boucle de réchauffement ou de refroidissement d’une batterie de traction (22) respectivement par du fluide caloporteur de la première boucle ou par du fluide caloporteur de la branche en retour du premier circuit ou du deuxième circuit de fluide, un troisième moyen de connexion fluidique (24) raccordant dans une position la boucle de réchauffement ou de refroidissement de la batterie de traction (22) à un refroidisseur en échange de chaleur avec une branche du circuit frigorigène (6), la branche en retour du premier circuit ou du deuxième circuit de fluide caloporteur refroidissant un chargeur (21) et un onduleur (18) du moteur électrique (20) en plus du moteur électrique (20), une branche en aval du moteur électrique (20) du premier circuit caloporteur (19) revenant au radiateur basse température (19a).
- 7. Installation thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la boucle auxiliaire de fluide caloporteur de la seconde boucle fluidique (5) du deuxième circuit de fluide en dérivation d’une portion de la seconde boucle fluidique (5) en amont de l’aérotherme (5a) comprend un premier moyen de connexion fluidique (13) auxiliaire à deux entrées et deux sorties avec une première entrée alimentée en fluide caloporteur de la boucle auxiliaire en amont de l’aérotherme (5a), une première sortie du fluide caloporteur vers le condenseur auxiliaire (6d) par la boucle auxiliaire, une deuxième entrée recevant le fluide caloporteur en retour du condenseur auxiliaire (6d) par la deuxième boucle et une deuxième sortie retournant le fluide caloporteur vers la deuxième boucle en amont de l’aérotherme (5a).
- 8. Installation thermique selon la revendication précédente, dans laquelle la boucle auxiliaire de fluide caloporteur de la seconde boucle fluidique (5) du deuxième circuit de fluide comprend un deuxième moyen de connexion fluidique auxiliaire (24) à deux entrées et deux sorties avec une première entrée recevant le fluide caloporteur en retour du condenseur auxiliaire (6d) par la boucle auxiliaire, une première sortie du fluide caloporteur vers un échangeur de chaleur d’une batterie de traction (22) du moteur électrique (20), une deuxième entrée en retour de l’échangeur de chaleur de la batterie de traction (22) et une deuxième sortie retournant le fluide caloporteur vers la deuxième entrée du premier moyen de connexion fluidique auxiliaire (13).
- 9. Installation thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle une branche de dérivation est insérée dans le circuit frigorigène (6) entre l’amont et l’aval du condenseur (6c) fluide réfrigérant/air extérieur.
- 10. Procédé de gestion de la température dans une installation thermique selon l’une5 quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chaleur dissipée dans le condenseur auxiliaire (6d) de fluide réfrigérant disposé dans le circuit frigorigène (6) en amont du condenseur (6c) de fluide réfrigérant en échange thermique avec l’air extérieur est récupérée, pour le chauffage de l’air de l’habitacle du véhicule automobile, par la deuxième boucle fluidique de fluide caloporteur de la 10 seconde boucle fluidique (5) du deuxième circuit de fluide caloporteur en dérivation d’une portion de la seconde boucle fluidique (5) en amont de l’aérotherme (5a), en étant récupérée par l’aérotherme (5a), ou pour le chauffage d’une première boucle de réchauffement du fluide caloporteur en échange thermique avec le premier circuit de fluide caloporteur en aval du radiateur basse température (19a), ou pour le chauffage 15 d’éléments (4) associés au moteur thermique (1 ) ou au moteur électrique (20).
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| EP2263894A1 (fr) * | 2009-06-05 | 2010-12-22 | Valeo Systèmes Thermiques | Système de gestion thermique comprenant une boucle de climatisation et un circuit de fluide caloporteur |
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-
2018
- 2018-02-23 FR FR1851570A patent/FR3078392B1/fr active Active
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