FR3083852A1 - THERMAL MANAGEMENT CIRCUIT OF AN ELECTRIC OR HYBRID VEHICLE - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un circuit de gestion thermique d'un véhicule automobile électrique ou hybride dans lequel circule un fluide réfrigérant, ledit circuit de gestion thermique comportant une boucle principale comportant : • un compresseur comprenant au moins deux étages de compression, • un premier échangeur de chaleur destiné à être traversé par un flux d'air externe, • un premier dispositif de détente, et • un deuxième échangeur de chaleur destiné à être en relation avec les batteries du véhicule automobile, la sortie de fluide réfrigérant dudit deuxième échangeur de chaleur étant reliée au premier étage de compression du compresseur, • ledit circuit de gestion thermique comportant une première branche de circulation reliée à un autre étage de compression du compresseur, et comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant : • un deuxième dispositif de détente, et • un troisième échangeur de chaleur permettant les échanges de chaleur avec un flux d'air interne, ledit circuit de gestion thermique comportant une deuxième branche de circulation, ladite deuxième branche de circulation comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant : • un troisième dispositif de détente, et • un quatrième échangeur de chaleur destiné à être traversé par le flux d'air interne.The present invention relates to a thermal management circuit of an electric or hybrid motor vehicle in which a coolant circulates, said thermal management circuit comprising a main loop comprising: • a compressor comprising at least two compression stages, • a first exchanger heat intended to be traversed by an external air flow, • a first expansion device, and • a second heat exchanger intended to be in relation to the batteries of the motor vehicle, the coolant outlet of said second heat exchanger being connected to the first compression stage of the compressor, • said thermal management circuit comprising a first circulation branch connected to another compression stage of the compressor, and comprising in the direction of circulation of the refrigerant: • a second expansion device, and • a third heat exchanger allowing the s heat exchanges with an internal air flow, said thermal management circuit comprising a second circulation branch, said second circulation branch comprising in the direction of circulation of the refrigerant: • a third expansion device, and • a fourth heat exchanger intended to be traversed by the internal air flow.

Description

La présente invention traite du domaine des circuits de gestion thermique pour véhicule, notamment pour véhicule automobile, et plus particulièrement, la présente invention se rapporte aux circuits de gestion thermique permettant une régulation thermique d’un dispositif de stockage électrique destiné aux véhicules automobiles électriques ou hybrides.The present invention relates to the field of thermal management circuits for vehicles, in particular for motor vehicles, and more particularly, the present invention relates to thermal management circuits allowing thermal regulation of an electrical storage device intended for electric motor vehicles or hybrids.

Ces véhicules, qu’ils soient totalement électriques ou bien hybrides, c’est-à-dire combinant l’utilisation d’un moteur thermique et d’un moteur électrique, nécessitent un approvisionnement en énergie électrique conséquent et sont équipés de dispositifs de stockage électrique ou batteries. Ces batteries supportent mal de fonctionner en dehors d’une plage de températures déterminées, généralement située autour de 45°C. En dehors de cette plage de température, le fonctionnement des batteries ainsi que sa durée de vie peut être diminuée. De plus, au-dessus de cette plage de température, les batteries peuvent atteindre des hautes températures auxquelles il peut se détériorer. Cela est notamment le cas lors de la charge des batteries.These vehicles, whether fully electric or hybrid, that is to say combining the use of a heat engine and an electric motor, require a substantial supply of electrical energy and are equipped with storage devices. electric or batteries. These batteries can not function well outside of a determined temperature range, generally around 45 ° C. Outside this temperature range, the functioning of the batteries as well as its lifespan can be reduced. In addition, above this temperature range, the batteries can reach high temperatures at which it can deteriorate. This is particularly the case when charging the batteries.

Il est ainsi connu d’utiliser un circuit de fluide réfrigérant, par ailleurs utilisé pour chauffer ou refroidir différentes zones ou différents composants du véhicule, pour refroidir ou réchauffer les batteries selon les besoins et les amener et les maintenir proche de leur température optimale de fonctionnement.It is thus known to use a refrigerant circuit, also used to heat or cool different zones or different components of the vehicle, to cool or heat the batteries as needed and bring them and keep them close to their optimal operating temperature. .

A titre d’exemple, le circuit de fluide réfrigérant peut être suffisant pour refroidir les batteries lors d’une phase de charge classique du dispositif de stockage électrique du véhicule, à savoir une phase de charge réalisée en raccordant le véhicule pendant plusieurs heures au réseau électrique domestique. Cette technique de charge permet de maintenir la température du dispositif de stockage électrique en dessous d’un certain seuil, ce qui permet de réduire les dimensions du circuit de gestion thermique du dispositif de stockage électrique, notamment pour son refroidissement.For example, the refrigerant circuit may be sufficient to cool the batteries during a conventional charging phase of the vehicle's electrical storage device, namely a charging phase carried out by connecting the vehicle for several hours to the network. domestic electric. This charging technique keeps the temperature of the electrical storage device below a certain threshold, which makes it possible to reduce the dimensions of the thermal management circuit of the electrical storage device, in particular for its cooling.

Cependant, une nouvelle technique de charge rapide a fait son apparition récemment. Elle consiste à charger le dispositif de stockage électrique sous une tension et un ampérage élevés, de manière à charger le dispositif de stockage électrique en un temps réduit de quelques dizaines de minutes. Toutefois cette charge rapide implique un échauffement du dispositif de stockage électrique important de part un effet Joule ainsi que des réactions chimiques exothermiques ce qui impose un dimensionnement plus important du/des échangeur(s) de chaleur destiné(s) à la régulation thermique du dispositif de stockage électrique. De plus, la puissance de refroidissement générée et nécessaire pour refroidir les batteries lors d’une charge rapide est problématique lorsque l’on désire également avoir un refroidissement conjoint de l’habitacle du véhicule automobile notamment d’un point de vue des différentes température d’évaporation du fluide réfrigérant au niveau des batteries et de l’échangeur de chaleur utilisé pour refroidir l’habitacle.However, a new rapid charging technique has appeared recently. It consists in charging the electrical storage device under a high voltage and amperage, so as to charge the electrical storage device in a time reduced by a few tens of minutes. However, this rapid charge implies a significant heating of the electrical storage device due to a Joule effect as well as exothermic chemical reactions which imposes a larger dimensioning of the heat exchanger (s) intended for thermal regulation of the device. electrical storage. In addition, the cooling power generated and necessary to cool the batteries during rapid charging is problematic when it is also desired to have joint cooling of the passenger compartment of the motor vehicle, in particular from a point of view of the different temperatures d evaporation of the refrigerant at the batteries and the heat exchanger used to cool the passenger compartment.

La présente invention propose de résoudre au moins en partie les inconvénients de l’art antérieur et propose un circuit de gestion thermique ainsi que des modes de fonctionnement permettant un refroidissement conjoint de l’habitacle et des batteries notamment lors d’une charge rapide.The present invention proposes to at least partially resolve the drawbacks of the prior art and proposes a thermal management circuit as well as operating modes allowing joint cooling of the passenger compartment and the batteries, in particular during rapid charging.

La présente invention concerne donc un circuit de gestion thermique d’un véhicule automobile électrique ou hybride dans lequel circule un fluide réfrigérant, ledit circuit de gestion thermique comportant une boucle principale comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant :The present invention therefore relates to a thermal management circuit of an electric or hybrid motor vehicle in which a coolant circulates, said thermal management circuit comprising a main loop comprising in the direction of circulation of the coolant:

° un compresseur comprenant au moins deux étages de compression, ° un premier échangeur de chaleur destiné à être traversé par un flux d’air externe, ° un premier dispositif de détente, et ° un deuxième échangeur de chaleur destiné à être en relation avec les batteries du véhicule automobile électrique ou hybride, la sortie de fluide réfrigérant dudit deuxième échangeur de chaleur étant reliée au premier étage de compression du compresseur, ledit circuit de gestion thermique comportant une première branche de circulation reliant un premier point de jonction disposé en aval du premier échangeur de chaleur, entre ledit premier échangeur de chaleur et le premier dispositif de détente, à un étage de compression du compresseur différent de son premier étage, ladite première branche de circulation comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant :° a compressor comprising at least two compression stages, ° a first heat exchanger intended to be traversed by an external air flow, ° a first expansion device, and ° a second heat exchanger intended to be in relation to the batteries of the electric or hybrid motor vehicle, the coolant outlet of said second heat exchanger being connected to the first compression stage of the compressor, said thermal management circuit comprising a first circulation branch connecting a first junction point arranged downstream of the first heat exchanger, between said first heat exchanger and the first expansion device, at a compression stage of the compressor different from its first stage, said first circulation branch comprising in the direction of circulation of the refrigerant:

° un deuxième dispositif de détente, et ° un troisième échangeur de chaleur permettant les échanges de chaleur avec un flux d’air interne, ledit circuit de gestion thermique comportant une deuxième branche de circulation reliant un deuxième point de jonction disposé en aval du premier point de jonction, entre ledit premier point de jonction et le premier dispositif de détente, à un troisième point de jonction disposé en aval du deuxième échangeur de chaleur, entre ledit deuxième échangeur de chaleur et le premier étage de compression du compresseur, ladite deuxième branche de circulation comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant :° a second expansion device, and ° a third heat exchanger allowing the heat exchanges with an internal air flow, said thermal management circuit comprising a second circulation branch connecting a second junction point arranged downstream of the first point junction, between said first junction point and the first expansion device, at a third junction point arranged downstream of the second heat exchanger, between said second heat exchanger and the first compression stage of the compressor, said second branch of circulation comprising in the direction of circulation of the refrigerant:

° un troisième dispositif de détente, et ° un quatrième échangeur de chaleur destiné à être traversé par le flux d’air interne.° a third expansion device, and ° a fourth heat exchanger intended to be traversed by the internal air flow.

Selon un aspect de l’invention, le troisième échangeur de chaleur peut être un échangeur de chaleur bifluide disposé conjointement sur la première branche de circulation et sur une boucle de circulation d’un fluide caloporteur, ladite boucle de circulation pouvant comporter une pompe, ledit troisième échangeur de chaleur et un cinquième échangeur de chaleur destiné à être traversé par le flux d’air interne.According to one aspect of the invention, the third heat exchanger can be a two-fluid heat exchanger disposed jointly on the first circulation branch and on a circulation loop of a heat-transfer fluid, said circulation loop possibly comprising a pump, said third heat exchanger and a fifth heat exchanger intended to be traversed by the internal air flow.

Selon un autre aspect de l’invention, le troisième échangeur de chaleur peut être destiné à être traversé par le flux d’air interne.According to another aspect of the invention, the third heat exchanger can be intended to be traversed by the internal air flow.

Selon un autre aspect de l’invention, le quatrième échangeur de chaleur peut comporter en outre un matériau à changement de phase.According to another aspect of the invention, the fourth heat exchanger may further comprise a phase change material.

Selon un autre aspect de l’invention, le circuit de gestion thermique peut comporter en outre un échangeur de chaleur interne permettant les échanges de chaleur entre le fluide réfrigérant en sortie du deuxième dispositif de détente et le fluide réfrigérant circulant entre le premier et le deuxième point de jonction.According to another aspect of the invention, the thermal management circuit may also include an internal heat exchanger allowing the heat exchanges between the refrigerant leaving the second expansion device and the refrigerant circulating between the first and the second. junction point.

Selon un autre aspect de l’invention, le circuit de gestion thermique peut être configuré dans un premier mode de fonctionnement dans lequel le fluide réfrigérant circule dans :According to another aspect of the invention, the thermal management circuit can be configured in a first operating mode in which the coolant circulates in:

° le compresseur, ° le premier échangeur de chaleur au niveau duquel il perd de la chaleur, ° une première partie du fluide réfrigérant passe par la boucle principale et traverse le premier dispositif de détente au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, le fluide réfrigérant traversant ensuite le deuxième échangeur de chaleur au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur, ° une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation et traverse le deuxième dispositif de détente au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, supérieure à la basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite le troisième échangeur de chaleur au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur.° the compressor, ° the first heat exchanger at which it loses heat, ° a first part of the refrigerant passes through the main loop and passes through the first expansion device at which the refrigerant passes at a low pressure, the refrigerant then passing through the second heat exchanger at which it absorbs heat before reaching the first compression stage of the compressor, ° a second part of the refrigerant passes through the first circulation branch and passes through the second expansion device at which the refrigerant passes to an intermediate pressure, higher than the low pressure, the refrigerant then crosses the third heat exchanger at which it absorbs heat before joining the second compression stage of the compressor.

Selon un autre aspect de l’invention, le circuit de gestion thermique peut être configuré dans un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le fluide réfrigérant circule dans :According to another aspect of the invention, the thermal management circuit can be configured in a second operating mode in which the coolant circulates in:

° le compresseur, ° le premier échangeur de chaleur au niveau duquel il perd de la chaleur, ° une première partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation et traverse le deuxième dispositif de détente au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, le fluide réfrigérant traverse ensuite le troisième échangeur de chaleur au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur, ° une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par le premier dispositif de détente au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, inférieure à la pression intermédiaire, le fluide réfrigérant traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur, ° une troisième partie du fluide réfrigérant passe par la deuxième branche de circulation et traverse le troisième dispositif de détente au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à la basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite le quatrième échangeur de chaleur au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur.° the compressor, ° the first heat exchanger at which it loses heat, ° a first part of the refrigerant passes through the first circulation branch and passes through the second expansion device at which the refrigerant passes to a pressure intermediate, the refrigerant then passes through the third heat exchanger at which it absorbs heat before reaching the second compression stage of the compressor, ° a second part of the refrigerant passes through the first expansion device at which the fluid refrigerant passes at a low pressure, lower than the intermediate pressure, the refrigerant then crosses the second heat exchanger at which it absorbs heat before reaching the first compression stage of the compressor, ° a third part of the refrigerant passes through the second branch of traffic and cross se the third expansion device at which the refrigerant passes to the low pressure, the refrigerant then crosses the fourth heat exchanger at which it absorbs heat before joining the first compression stage of the compressor.

Selon un autre aspect de l’invention, le circuit de gestion thermique peut être configuré dans un troisième mode de fonctionnement dans lequel le fluide réfrigérant circule dans :According to another aspect of the invention, the thermal management circuit can be configured in a third operating mode in which the coolant circulates in:

° le compresseur, ° le premier échangeur de chaleur au niveau duquel il perd de la chaleur, ° une première partie du fluide réfrigérant passe par la deuxième branche de circulation et traversant le troisième dispositif de détente au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite le quatrième échangeur de chaleur au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur, ° une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation et traverse le deuxième dispositif de détente au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, supérieure à la basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite le troisième échangeur de chaleur au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur.° the compressor, ° the first heat exchanger at which it loses heat, ° a first part of the refrigerant passes through the second circulation branch and passes through the third expansion device at which the refrigerant passes to a low pressure, the coolant then passes through the fourth heat exchanger at which it absorbs heat before reaching the first compression stage of the compressor, ° a second part of the coolant passes through the first circulation branch and passes through the second device expansion at which the refrigerant passes to an intermediate pressure, higher than the low pressure, the refrigerant then crosses the third heat exchanger at which it absorbs heat before joining the second compression stage of the compressor.

[Fig.l] représente une vue schématique d’un circuit de gestion thermique selon un premier mode de réalisation.[Fig.l] shows a schematic view of a thermal management circuit according to a first embodiment.

[Fig.2] représente une vue schématique d’un circuit de gestion thermique selon un deuxième mode de réalisation.[Fig.2] shows a schematic view of a thermal management circuit according to a second embodiment.

[Fig.3] représente une vue schématique du circuit de gestion thermique de la figure 2 selon un premier mode de fonctionnement.[Fig.3] shows a schematic view of the thermal management circuit of Figure 2 according to a first mode of operation.

[Fig.4] représente un diagramme pression \ enthalpie du fluide réfrigérant selon le premier mode de fonctionnement de la figure 3.[Fig.4] represents a pressure \ enthalpy diagram of the coolant according to the first operating mode of figure 3.

[Fig.5] représente une vue schématique du circuit de gestion thermique de la figure 2 selon un deuxième mode de fonctionnement.[Fig.5] shows a schematic view of the thermal management circuit of Figure 2 according to a second mode of operation.

[Fig.6] représente un diagramme pression \ enthalpie du fluide réfrigérant selon le deuxième mode de fonctionnement de la figure 5.[Fig.6] shows a pressure \ enthalpy diagram of the refrigerant according to the second operating mode of Figure 5.

[Fig.7] représente une vue schématique du circuit de gestion thermique de la figure 2 selon un troisième mode de fonctionnement.[Fig.7] shows a schematic view of the thermal management circuit of Figure 2 according to a third mode of operation.

[Fig.8] représente un diagramme pression \ enthalpie du fluide réfrigérant selon le troisième mode de fonctionnement de la figure 7.[Fig.8] represents a pressure \ enthalpy diagram of the refrigerant according to the third mode of operation of Figure 7.

Les éléments identiques sur les différentes figures, portent les mêmes références.Identical elements in the different figures have the same references.

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.The following embodiments are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference relates to the same embodiment, or that the characteristics apply only to a single embodiment. Simple features of different embodiments can also be combined and / or interchanged to provide other embodiments.

Dans la présente description on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tels ou tels critères.In the present description, it is possible to index certain elements or parameters, such as for example first element or second element as well as first parameter and second parameter or even first criterion and second criterion etc. In this case, it is a simple indexing to differentiate and name elements or parameters or criteria that are similar but not identical. This indexing does not imply a priority of an element, parameter or criterion over another and one can easily interchange such names without departing from the scope of this description. This indexing also does not imply an order in time for example to assess such or such criteria.

Dans la présente demande, on entend par « placé en amont » qu’un élément est placé avant un autre par rapport au sens de circulation d'un fluide. A contrario, on entend par « placé en aval » qu’un élément est placé après un autre par rapport au sens de circulation du fluide.In the present application, the term "placed upstream" means that one element is placed before another with respect to the direction of circulation of a fluid. Conversely, by "placed downstream" is meant that one element is placed after another with respect to the direction of circulation of the fluid.

Les figures 1 et 2 montrent un circuit de gestion thermique 1 d’un véhicule automobile électrique ou hybride dans lequel circule un fluide réfrigérant. Ce circuit de gestion thermique 1 comporte notamment une boucle principale A, une première branche de circulation B et une deuxième branche de circulation C.Figures 1 and 2 show a thermal management circuit 1 of an electric or hybrid motor vehicle in which a coolant circulates. This thermal management circuit 1 notably comprises a main loop A, a first circulation branch B and a second circulation branch C.

La boucle principale A comporte plus particulièrement dans le sens de circulation du fluide réfrigérant :The main loop A more particularly comprises in the direction of circulation of the coolant:

• un compresseur 3 comprenant au moins deux étages de compression, • un premier échangeur de chaleur 5 destiné à être traversé par un flux d’air externe 100, • un premier dispositif de détente 7, et • un deuxième échangeur de chaleur 9 destiné à être en relation avec les batteries du véhicule automobile électrique ou hybride.• a compressor 3 comprising at least two compression stages, • a first heat exchanger 5 intended to be traversed by an external air flow 100, • a first expansion device 7, and • a second heat exchanger 9 intended to be related to the batteries of the electric or hybrid motor vehicle.

La sortie de fluide réfrigérant dudit deuxième échangeur de chaleur 9 est reliée au premier étage de compression du compresseur 3.The coolant outlet of said second heat exchanger 9 is connected to the first compression stage of the compressor 3.

Par flux d’air externe 100 on entend plus particulièrement un flux d’air extérieur au véhicule automobile. Le premier échangeur de chaleur 5 peut ainsi notamment être un condenseur disposé en face avant du véhicule automobile et traversé par le flux d’air externe 100 généré par le déplacement du véhicule automobile et/ou par un ventilateur.By external air flow 100 more particularly means a flow of air outside the motor vehicle. The first heat exchanger 5 can thus in particular be a condenser disposed on the front face of the motor vehicle and traversed by the external air flow 100 generated by the movement of the motor vehicle and / or by a fan.

La première branche de circulation B relie quant à elle un premier point de jonction 31 disposé en aval du premier échangeur de chaleur 5, entre ledit premier échangeur de chaleur 5 et le premier dispositif de détente 7, à un étage de compression du compresseur 3 différent de son premier étage. La première branche de circulation B comporte dans le sens de circulation du fluide réfrigérant :The first circulation branch B for its part connects a first junction point 31 disposed downstream of the first heat exchanger 5, between said first heat exchanger 5 and the first expansion device 7, to a compression stage of the different compressor 3 from its first floor. The first circulation branch B comprises in the direction of circulation of the coolant:

• un deuxième dispositif de détente 11, et • un troisième échangeur de chaleur 15 permettant les échanges de chaleur avec un flux d’air interne 200.• a second expansion device 11, and • a third heat exchanger 15 allowing heat exchanges with an internal air flow 200.

Par flux d’air interne 200, on entend plus particulièrement un flux d’air à destination de l’habitacle du véhicule automobile. Ce flux d’air interne 200 peut notamment circuler dans un dispositif de chauffage, ventilation et climatisation également appelé HVAC en anglais pour « Heating, Ventilation and Air-Conditioning ».By internal air flow 200 is meant more particularly an air flow intended for the passenger compartment of the motor vehicle. This internal air flow 200 can in particular circulate in a heating, ventilation and air conditioning device also called HVAC in English for "Heating, Ventilation and Air-Conditioning".

Selon un premier mode de réalisation illustré à la figure 1, le troisième échangeur de chaleur 15 est en relation thermique directe avec le flux d’air interne 200. Par cela, on entend que le troisième échangeur de chaleur 15 est destiné à être traversé par le flux d’air interne 200.According to a first embodiment illustrated in FIG. 1, the third heat exchanger 15 is in direct thermal relation with the internal air flow 200. By this, it is meant that the third heat exchanger 15 is intended to be traversed by the internal air flow 200.

Le troisième échangeur de chaleur 15 peut alors être disposé directement dans le dispositif de chauffage, ventilation et climatisation dans le flux d’air interne 200.The third heat exchanger 15 can then be placed directly in the heating, ventilation and air conditioning device in the internal air flow 200.

Selon un deuxième mode de réalisation illustré à la figure 2, le troisième échangeur de chaleur 15 est en relation thermique indirecte avec le flux d’air interne 200. Le troisième échangeur de chaleur 15 peut alors être un échangeur de chaleur bifluide disposé conjointement sur la première branche de circulation B et sur une boucle de circulation D d’un fluide caloporteur. Cette boucle de circulation D comporte notamment une pompe 21, ledit troisième échangeur de chaleur 15 et un cinquième échangeur de chaleur 23 destiné à être traversé par le flux d’air interne 200. Dans ce deuxième mode de réalisation, ce cinquième échangeur de chaleur 23 peut être plus particulièrement disposé dans le dispositif de chauffage, ventilation et climatisation.According to a second embodiment illustrated in FIG. 2, the third heat exchanger 15 is in indirect thermal relation with the internal air flow 200. The third heat exchanger 15 can then be a two-fluid heat exchanger placed jointly on the first circulation branch B and on a circulation loop D of a heat transfer fluid. This circulation loop D comprises in particular a pump 21, said third heat exchanger 15 and a fifth heat exchanger 23 intended to be traversed by the internal air flow 200. In this second embodiment, this fifth heat exchanger 23 can be more particularly arranged in the heating, ventilation and air conditioning device.

La deuxième branche de circulation C relie quant à elle un deuxième point de jonction 32 à un troisième point de jonction 33. Le deuxième point de jonction 32 est notamment disposé en aval du premier point de jonction 31, entre ledit premier point de jonction 31 et le premier dispositif de détente 7. Le troisième point de jonction 33 est quant à lui disposé en aval du deuxième échangeur de chaleur 9, entre ledit deuxième échangeur de chaleur 9 et le premier étage de compression du compresseur 3.The second circulation branch C for its part connects a second junction point 32 to a third junction point 33. The second junction point 32 is notably arranged downstream of the first junction point 31, between said first junction point 31 and the first expansion device 7. The third junction point 33 is itself located downstream of the second heat exchanger 9, between said second heat exchanger 9 and the first compression stage of the compressor 3.

La deuxième branche de circulation C comporte dans le sens de circulation du fluide réfrigérant :The second circulation branch C comprises in the direction of circulation of the coolant:

• un troisième dispositif de détente 17, et • un quatrième échangeur de chaleur 19 destiné à être traversé par le flux d’air interne 200.• a third expansion device 17, and • a fourth heat exchanger 19 intended to be traversed by the internal air flow 200.

Le quatrième échangeur de chaleur 19 est également disposé dans le dispositif de chauffage, ventilation et climatisation. De préférence, ce quatrième échangeur de chaleur 19 est disposé, dans le sens de circulation du flux d’air interne 200, en amont du troisième échangeur de chaleur 15 dans le premier mode de réalisation (comme illustré sur la figure 1) ou en amont du cinquième échangeur de chaleur 23 dans le deuxième mode de réalisation (comme illustré sur la figure 2).The fourth heat exchanger 19 is also arranged in the heating, ventilation and air conditioning device. Preferably, this fourth heat exchanger 19 is arranged, in the direction of circulation of the internal air flow 200, upstream of the third heat exchanger 15 in the first embodiment (as illustrated in FIG. 1) or upstream of the fifth heat exchanger 23 in the second embodiment (as illustrated in Figure 2).

Le quatrième échangeur de chaleur 19 peut comporter en outre un matériau à changement de phase. Ce matériau à changement de phase permet notamment d’augmenter l’inertie thermique du quatrième échangeur de chaleur 19 et de refroidir le flux d’air interne 200 pendant un certain temps même quand le fluide réfrigérant ne circule pas dans le quatrième échangeur de chaleur 19.The fourth heat exchanger 19 may further include a phase change material. This phase change material makes it possible in particular to increase the thermal inertia of the fourth heat exchanger 19 and to cool the internal air flow 200 for a certain time even when the coolant does not circulate in the fourth heat exchanger 19 .

Les premier 7, deuxième 11 et troisième 17 dispositifs de détente peuvent comporter notamment une fonction d’arrêt afin de bloquer la circulation du fluide réfrigérant lorsqu’ils sont complètement fermés. Une telle fonction d’arrêt permet de contrôler la circulation du fluide réfrigérant et ainsi de décider si ledit fluide réfrigérant circule dans le deuxième échangeur de chaleur 9, dans la première branche de circulation B et/ou dans la deuxième branche de circulation C.The first 7, second 11 and third 17 expansion devices may in particular include a stop function in order to block the circulation of the coolant when they are completely closed. Such a stop function makes it possible to control the circulation of the refrigerant fluid and thus to decide whether said refrigerant fluid circulates in the second heat exchanger 9, in the first circulation branch B and / or in the second circulation branch C.

Une solution alternative (non représentée) est de disposer une première vanne d’arrêt sur la boucle principale A entre le deuxième 32 et le troisième 33 point de jonction, une deuxième vanne d’arrêt sur la première branche de circulation B et une troisième vanne d’arrêt sur la deuxième branche de circulation C.An alternative solution (not shown) is to have a first stop valve on the main loop A between the second 32 and the third 33 junction point, a second stop valve on the first circulation branch B and a third valve stop on the second traffic branch C.

Le circuit de gestion thermique 1 peut également comporter un échangeur de chaleur interne 13 permettant les échanges de chaleur entre le fluide réfrigérant en sortie du deuxième dispositif de détente 11 sur la deuxième branche de circulation B et le fluide réfrigérant circulant entre le premier 31 et le deuxième point de jonction 32 sur la boucle principale A.The thermal management circuit 1 may also include an internal heat exchanger 13 allowing the heat exchanges between the refrigerant leaving the second expansion device 11 on the second circulation branch B and the refrigerant circulating between the first 31 and the second junction point 32 on the main loop A.

Les figures 3 à 8 montrent le circuit de gestion thermique 1 de la figure 2, selon différents modes de fonctionnements. Ces modes de fonctionnement ne sont pas limités au deuxième mode de réalisation et peuvent tout à fait être réalisé par le premier mode de réalisation de la figure 1.Figures 3 to 8 show the thermal management circuit 1 of Figure 2, according to different modes of operation. These operating modes are not limited to the second embodiment and can completely be achieved by the first embodiment of FIG. 1.

Sur les figures 3, 5 et 7, seules les portions dans lesquelles le fluide réfrigérant circule sont représentées. La différence de traits marque la pression du fluide réfrigérant. Un trait épais correspond à une haute pression, un trait fin correspond à une pression intermédiaire et le trait pointillé correspond à une basse pression.In Figures 3, 5 and 7, only the portions in which the refrigerant circulates are shown. The difference in lines marks the pressure of the refrigerant. A thick line corresponds to a high pressure, a thin line corresponds to an intermediate pressure and the dotted line corresponds to a low pressure.

Premier mode de fonctionnement :First operating mode:

La figure 3 montre le fonctionnement du circuit de gestion thermique 1 selon un premier mode de fonctionnement. Dans ce premier mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant circule dans :Figure 3 shows the operation of the thermal management circuit 1 according to a first mode of operation. In this first operating mode, the refrigerant circulates in:

• le compresseur 3, • le premier échangeur de chaleur 5 au niveau duquel il perd de la chaleur, • une première partie du fluide réfrigérant passe par la boucle principale A et traverse le premier dispositif de détente 7 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur 9 au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur 3, • une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation B et traversant le deuxième dispositif de détente 11 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, supérieure à la basse pression, le fluide réfrigérant traversant ensuite le troisième échangeur de chaleur 15 au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur 3.• the compressor 3, • the first heat exchanger 5 at which it loses heat, • a first part of the refrigerant passes through the main loop A and passes through the first expansion device 7 at which the refrigerant passes through at low pressure, the refrigerant then passes through the second heat exchanger 9 at which it absorbs heat before reaching the first compression stage of the compressor 3, • a second part of the refrigerant passes through the first circulation branch B and passing through the second expansion device 11 at which the refrigerant passes to an intermediate pressure, higher than the low pressure, the refrigerant then passing through the third heat exchanger 15 at which it absorbs heat before joining the second compressor compression stage 3.

La figure 4 montre quant à elle un diagramme de l’évolution de la pression (exprimée en Pa) et de l’enthalpie (exprimée en kJ/kg) du fluide réfrigérant lors de ce premier mode de fonctionnement.Figure 4 shows a diagram of the evolution of the pressure (expressed in Pa) and the enthalpy (expressed in kJ / kg) of the refrigerant during this first operating mode.

Dans ce premier mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant passe tout d’abord dans le compresseur 3 en sortie duquel le fluide réfrigérant est à haute pression, comme illustré par la courbe 300 du diagramme de la figure 4.In this first operating mode, the refrigerant first passes through the compressor 3 at the outlet of which the refrigerant is at high pressure, as illustrated by curve 300 of the diagram in FIG. 4.

Le fluide réfrigérant passe ensuite par le premier échangeur de chaleur 5 au niveau duquel le fluide réfrigérant perd de la chaleur, notamment au profit du flux d’air externe 100, comme illustré par la courbe 500 du diagramme de la figure 4.The refrigerant then passes through the first heat exchanger 5 at which the refrigerant loses heat, in particular to the benefit of the external air flow 100, as illustrated by curve 500 of the diagram in FIG. 4.

Au niveau du premier point de jonction 31, une première partie du fluide réfrigérant passe par la boucle principale A et traverse le premier dispositif de détente 7 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, comme illustré par la courbe 700 du diagramme de la figure 4. Le fluide réfrigérant traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur 9 au niveau duquel il absorbe de la chaleur, comme illustré par la courbe 900 du diagramme de la figure 4, avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur 3.At the first junction point 31, a first part of the refrigerant passes through the main loop A and passes through the first expansion device 7 at which the refrigerant passes at a low pressure, as illustrated by curve 700 of the diagram of FIG. 4. The refrigerant then passes through the second heat exchanger 9 at the level of which it absorbs heat, as illustrated by the curve 900 of the diagram in FIG. 4, before joining the first compression stage of the compressor 3.

Toujours au niveau du premier point de jonction 31, une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation B et traverse le deuxième dispositif de détente 11 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, supérieure à la basse pression, comme illustré par la courbe 110 du diagramme de la figure 4. Le fluide réfrigérant traverse ensuite le troisième échangeur de chaleur 15 au niveau duquel il absorbe de la chaleur, comme le montre la courbe 150 du diagramme de la figure 4, avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur 3.Still at the first junction point 31, a second part of the refrigerant passes through the first circulation branch B and passes through the second expansion device 11 at which the refrigerant passes at an intermediate pressure, higher than the low pressure, as illustrated by curve 110 in the diagram in FIG. 4. The refrigerant then passes through the third heat exchanger 15 at the level of which it absorbs heat, as shown by curve 150 in the diagram in FIG. 4, before joining the second compression stage of compressor 3.

Le troisième échangeur de chaleur 15 peut absorber directement de l’énergie calorifique dans le flux d’air interne 200 dans le cadre du premier mode de réalisation du circuit de gestion thermique 1. Dans le cadre du deuxième mode de réalisation du circuit de gestion thermique 1, le troisième échangeur de chaleur 15 absorbe de l’énergie calorifique du fluide caloporteur circulant dans la boucle de circulation D. Le fluide caloporteur circulant dans la boucle de circulation D perd ainsi de l’énergie calorifique au niveau du troisième échangeur de chaleur 15 et en absorbe du flux d’air interne 200 au niveau du cinquième échangeur de chaleur 23.The third heat exchanger 15 can directly absorb heat energy in the internal air flow 200 in the context of the first embodiment of the thermal management circuit 1. In the context of the second embodiment of the thermal management circuit 1, the third heat exchanger 15 absorbs heat energy from the heat transfer fluid circulating in the circulation loop D. The heat transfer fluid circulating in the circulation loop D thus loses heat energy at the level of the third heat exchanger 15 and absorbs internal air flow 200 at the fifth heat exchanger 23.

Dans le cas où le circuit de gestion thermique 1 comporte un échangeur de chaleur interne 13, ce dernier permet un sous-refroidissement du fluide réfrigérant passant par la boucle principale A. En effet, une partie de l’énergie calorifique du fluide réfrigérant passant entre le premier 31 et le deuxième 32 point de jonction est transférée au fluide réfrigérant circulant dans la première branche de circulation B en sortie du deuxième dispositif de détente 11, comme illustré par les courbes 130a et 130b du diagramme de la figure 4.In the case where the thermal management circuit 1 includes an internal heat exchanger 13, the latter allows sub-cooling of the refrigerant passing through the main loop A. Indeed, part of the heat energy of the refrigerant passing between the first 31 and the second 32 junction point is transferred to the refrigerant circulating in the first circulation branch B at the outlet of the second expansion device 11, as illustrated by the curves 130a and 130b of the diagram in FIG. 4.

Cet échangeur de chaleur interne 13 permet ici d’améliorer le coefficient de performance du circuit de gestion thermique 1 dans ce premier mode de fonctionnement.This internal heat exchanger 13 makes it possible here to improve the coefficient of performance of the thermal management circuit 1 in this first operating mode.

Dans ce premier mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant ne circule pas dans la deuxième branche de circulation C. Pour cela, le troisième dispositif de détente 17 peut par exemple être fermé et bloquer la circulation du fluide réfrigérant.In this first operating mode, the refrigerant does not circulate in the second circulation branch C. For this, the third expansion device 17 can for example be closed and block the circulation of the refrigerant.

Ce premier mode de fonctionnement permet de refroidir les batteries efficacement via le deuxième échangeur de chaleur 9, notamment lors d’un chargement rapide nécessitant une forte capacité de refroidissement pour maintenir les batteries au plus près de leur température optimale de fonctionnement. De plus ce premier mode de fonctionnement permet, conjointement au refroidissement des batteries en chargement rapide, d’avoir également un pré-refroidissement directe ou indirecte du flux d’air interne 200 via le troisième échangeur de chaleur 15.This first operating mode makes it possible to cool the batteries efficiently via the second heat exchanger 9, in particular during rapid charging requiring a high cooling capacity to keep the batteries as close as possible to their optimum operating temperature. In addition, this first operating mode makes it possible, together with the cooling of the rapidly charging batteries, to also have direct or indirect pre-cooling of the internal air flow 200 via the third heat exchanger 15.

Le fait que le deuxième échangeur de chaleur 9 soit traversé par le fluide réfrigérant à basse pression permet de lui allouer une plus grande capacité de refroidissement. Une capacité de refroidissement plus faible est néanmoins allouée au troisième échangeur de chaleur 15 du fait qu’il soit traversé par un fluide réfrigérant à une pression intermédiaire.The fact that the second heat exchanger 9 is traversed by the low pressure refrigerant allows it to be allocated a greater cooling capacity. However, a lower cooling capacity is allocated to the third heat exchanger 15 because it is traversed by a refrigerant at an intermediate pressure.

Dans le cas où le quatrième échangeur de chaleur 19 comporte un matériau à changement de phase, ce dernier peut également participer au refroidissement du flux d’air interne 200.In the case where the fourth heat exchanger 19 comprises a phase change material, the latter can also participate in the cooling of the internal air flow 200.

Deuxième mode de fonctionnement :Second operating mode:

La figure 5 montre le fonctionnement du circuit de gestion thermique 1 selon un deuxième mode de fonctionnement. Dans ce deuxième mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant circule dans :FIG. 5 shows the operation of the thermal management circuit 1 according to a second mode of operation. In this second operating mode, the refrigerant circulates in:

• le compresseur 3, • le premier échangeur de chaleur 5 au niveau duquel il perd de la chaleur, • une première partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation B et traverse le deuxième dispositif de détente 11 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, le fluide réfrigérant traverse ensuite le troisième échangeur de chaleur 15 au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur 3, • une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par le premier dispositif de détente 7 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, inférieur à la pression intermédiaire, le fluide réfrigérant traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur 9 au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur 3, • une troisième partie du fluide réfrigérant passe par la deuxième branche de circulation C et traverse le troisième dispositif de détente 17 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à la basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite le quatrième échangeur de chaleur 19 au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur 3.• the compressor 3, • the first heat exchanger 5 at which it loses heat, • a first part of the coolant passes through the first circulation branch B and passes through the second expansion device 11 at which the coolant passes to an intermediate pressure, the refrigerant then crosses the third heat exchanger 15 at which it absorbs heat before joining the second compression stage of the compressor 3, • a second part of the refrigerant passes through the first device expansion 7 at which the refrigerant passes to a low pressure, below the intermediate pressure, the refrigerant then passes through the second heat exchanger 9 at which it absorbs heat before reaching the first compression stage of the compressor 3 , • a third part of the refrigerant passes through the second branch circulation C and passes through the third expansion device 17 at which the refrigerant passes to the low pressure, the refrigerant then passes through the fourth heat exchanger 19 at which it absorbs heat before reaching the first compression stage of compressor 3.

La figure 6 montre quant à elle un diagramme de l’évolution de la pression (exprimée en Pa) et de Γ enthalpie (exprimée en kJ/kg) du fluide réfrigérant lors de ce deuxième mode de fonctionnement.Figure 6 shows a diagram of the evolution of the pressure (expressed in Pa) and of Γ enthalpy (expressed in kJ / kg) of the refrigerant during this second operating mode.

Dans ce deuxième mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant passe tout d’abord dans le compresseur 3 en sortie duquel le fluide réfrigérant est à haute pression, comme illustré par la courbe 300 du diagramme de la figure 6.In this second operating mode, the refrigerant first passes through the compressor 3 at the outlet of which the refrigerant is at high pressure, as illustrated by curve 300 of the diagram in FIG. 6.

Le fluide réfrigérant passe ensuite par le premier échangeur de chaleur 5 au niveau duquel le fluide réfrigérant perd de la chaleur, notamment au profit du flux d’air externe 100, comme illustré par la courbe 500 du diagramme de la figure 6.The refrigerant then passes through the first heat exchanger 5 at which the refrigerant loses heat, in particular to the benefit of the external air flow 100, as illustrated by curve 500 of the diagram in FIG. 6.

Au niveau du premier point de jonction 31, une première partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation B et traverse le deuxième dispositif de détente 11 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, comme illustré par la courbe 110 du diagramme de la figure 6. Le fluide réfrigérant traverse ensuite le troisième échangeur de chaleur 15, comme le montre la courbe 150 du diagramme de la figure 6, au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur 3.At the first junction point 31, a first part of the refrigerant passes through the first circulation branch B and passes through the second expansion device 11 at which the refrigerant passes at an intermediate pressure, as illustrated by the curve 110 of the diagram of Figure 6. The refrigerant then passes through the third heat exchanger 15, as shown by curve 150 of the diagram of Figure 6, at which it absorbs heat before joining the second compression stage of the compressor 3 .

Le troisième échangeur de chaleur 15 peut absorber directement de l’énergie calorifique dans le flux d’air interne 200 dans le cadre du premier mode de réalisation du circuit de gestion thermique 1. Dans le cadre du deuxième mode de réalisation du circuit de gestion thermique 1, le troisième échangeur de chaleur 15 absorbe de l’énergie calorifique du fluide caloporteur circulant dans la boucle de circulation D. Le fluide caloporteur circulant dans la boucle de circulation D perd ainsi de l’énergie calorifique au niveau du troisième échangeur de chaleur 15 et en absorbe du flux d’air interne 200 au niveau du cinquième échangeur de chaleur 23.The third heat exchanger 15 can directly absorb heat energy in the internal air flow 200 in the context of the first embodiment of the thermal management circuit 1. In the context of the second embodiment of the thermal management circuit 1, the third heat exchanger 15 absorbs heat energy from the heat transfer fluid circulating in the circulation loop D. The heat transfer fluid circulating in the circulation loop D thus loses heat energy at the level of the third heat exchanger 15 and absorbs internal air flow 200 at the fifth heat exchanger 23.

En aval du deuxième point de jonction, une deuxième partie du fluide réfrigérant circule dans la boucle principale A et traverse le premier dispositif de détente 7 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, inférieure à la pression intermédiaire, comme illustré par la courbe 700 du diagramme de la figure 6. Le fluide réfrigérant traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur 9 au niveau duquel il absorbe de la chaleur, comme illustré par la courbe 900 du diagramme de la figure 6, avant de rejoindre le troisième point de jonction 33.Downstream of the second junction point, a second part of the refrigerant circulates in the main loop A and passes through the first expansion device 7 at which the refrigerant passes at a low pressure, lower than the intermediate pressure, as illustrated by the curve 700 of the diagram in FIG. 6. The refrigerant then passes through the second heat exchanger 9 at the level of which it absorbs heat, as illustrated by curve 900 of the diagram of FIG. 6, before joining the third junction point. 33.

Toujours en aval du deuxième point de jonction, une troisième partie du fluide réfrigérant passe par la deuxième branche de circulation C et traverse le troisième dispositif de détente 17 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, inférieure à la pression intermédiaire, comme illustré par la courbe 170 du diagramme de la figure 6. Le fluide réfrigérant traverse ensuite le quatrième échangeur de chaleur 19 au niveau duquel il absorbe de la chaleur, comme illustré par la courbe 190 du diagramme de la figure 6, avant de rejoindre le troisième point de jonction 33.Still downstream of the second junction point, a third part of the refrigerant passes through the second circulation branch C and passes through the third expansion device 17 at which the refrigerant passes at a low pressure, lower than the intermediate pressure, as illustrated by curve 170 in the diagram in FIG. 6. The refrigerant then passes through the fourth heat exchanger 19 at the level of which it absorbs heat, as illustrated by curve 190 in the diagram in FIG. 6, before joining the third junction point 33.

Après le troisième point de jonction 33, le fluide réfrigérant à basse pression rejoint le premier étage de compression du compresseur 3.After the third junction point 33, the low-pressure refrigerant joins the first compression stage of the compressor 3.

Dans le cas où le circuit de gestion thermique 1 comporte un échangeur de chaleur interne 13, ce dernier permet un sous-refroidissement du fluide réfrigérant passant par la boucle principale A. En effet, une partie de l’énergie calorifique du fluide réfrigérant passant entre le premier 31 et le deuxième 32 point de jonction est transférée au fluide réfrigérant circulant dans la première branche de circulation B en sortie du deuxième dispositif de détente 11, comme illustré par les courbes 130a et 130b du diagramme de la figure 6.In the case where the thermal management circuit 1 includes an internal heat exchanger 13, the latter allows sub-cooling of the refrigerant passing through the main loop A. Indeed, part of the heat energy of the refrigerant passing between the first 31 and the second 32 junction point is transferred to the refrigerant circulating in the first circulation branch B at the outlet of the second expansion device 11, as illustrated by the curves 130a and 130b of the diagram in FIG. 6.

Cet échangeur de chaleur interne permet ici d’améliorer le coefficient de performance du circuit de gestion thermique 1 dans ce deuxième mode de fonctionnement.This internal heat exchanger here improves the coefficient of performance of the thermal management circuit 1 in this second mode of operation.

Dans ce deuxième mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant circule à la fois dans la première B et la deuxième C branche de circulation.In this second operating mode, the refrigerant circulates in both the first B and the second C circulation branch.

Ce deuxième mode de fonctionnement permet de refroidir les batteries efficacement via le deuxième échangeur de chaleur 9, notamment lors d’un chargement rapide nécessitant une forte capacité de refroidissement pour maintenir les batteries au plus près de leur température optimale de fonctionnement. De plus ce deuxième mode de fonctionnement permet, conjointement au refroidissement des batteries en chargement rapide, d’avoir également un refroidissement du flux d’air interne 200. Ce refroidissement du flux d’air interne 200 est réalisé à la fois directement ou indirectement via le troisième échangeur de chaleur 15 et par le quatrième échangeur de chaleur 19.This second operating mode makes it possible to cool the batteries efficiently via the second heat exchanger 9, in particular during rapid charging requiring a high cooling capacity to keep the batteries as close as possible to their optimum operating temperature. In addition, this second operating mode makes it possible, together with the cooling of the batteries in rapid charging, to also have cooling of the internal air flow 200. This cooling of the internal air flow 200 is carried out both directly or indirectly via the third heat exchanger 15 and by the fourth heat exchanger 19.

Le fait que le deuxième échangeur de chaleur 9 soit traversé par le fluide réfrigérant à basse pression permet de lui allouer une plus grande capacité de refroidissement. Une capacité de refroidissement plus faible est néanmoins allouée au troisième échangeur de chaleur 15 du fait qu’il soit traversé par un fluide réfrigérant à une pression intermédiaire.The fact that the second heat exchanger 9 is traversed by the low pressure refrigerant allows it to be allocated a greater cooling capacity. However, a lower cooling capacity is allocated to the third heat exchanger 15 because it is traversed by a refrigerant at an intermediate pressure.

Dans le cas où le quatrième échangeur de chaleur 19 comporte un matériau à changement de phase, ce dernier peut être « rechargé » dans ce deuxième mode de fonctionnement, notamment pour être utilisé ultérieurement par exemple dans le premier mode de réalisation. Par « recharger », on entend ici que le matériau à changement de phase passe par exemple de la phase liquide à la phase solide.In the case where the fourth heat exchanger 19 comprises a material with phase change, the latter can be "recharged" in this second mode of operation, in particular for being used subsequently, for example in the first embodiment. By "recharging" is meant here that the phase change material passes for example from the liquid phase to the solid phase.

Troisième mode de fonctionnement :Third operating mode:

La figure 7 montre le fonctionnement du circuit de gestion thermique 1 selon un troisième mode de fonctionnement. Dans ce troisième mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant circule dans :FIG. 7 shows the operation of the thermal management circuit 1 according to a third mode of operation. In this third operating mode, the refrigerant circulates in:

• le compresseur 3, • le premier échangeur de chaleur 5 au niveau duquel il perd de la chaleur, • une première partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation B et traverse le deuxième dispositif de détente 11 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, supérieure à la basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite le troisième échangeur de chaleur 15 au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur 3, • une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par la deuxième branche de circulation C et traverse le troisième dispositif de détente 17 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite le quatrième échangeur de chaleur 19 au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur 3.• the compressor 3, • the first heat exchanger 5 at which it loses heat, • a first part of the coolant passes through the first circulation branch B and passes through the second expansion device 11 at which the coolant goes to an intermediate pressure, higher than the low pressure, the refrigerant then crosses the third heat exchanger 15 at which it absorbs heat before joining the second compression stage of the compressor 3, • a second part of the refrigerant passes through the second circulation branch C and passes through the third expansion device 17 at which the refrigerant passes at a low pressure, the refrigerant then passes through the fourth heat exchanger 19 at which it absorbs heat before joining the first compression stage of compressor 3.

La figure 8 montre quant à elle un diagramme de l’évolution de la pression (exprimée en Pa) et de l’enthalpie (exprimée en kJ/kg) du fluide réfrigérant lors dans ce troisième mode de fonctionnement.Figure 8 shows a diagram of the evolution of the pressure (expressed in Pa) and the enthalpy (expressed in kJ / kg) of the refrigerant during this third operating mode.

Dans ce troisième mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant passe tout d’abord dans le compresseur 3 en sortie duquel le fluide réfrigérant est à haute pression, comme illustré par la courbe 300 du diagramme de la figure 8.In this third operating mode, the refrigerant first passes through the compressor 3 at the outlet of which the refrigerant is at high pressure, as illustrated by curve 300 of the diagram in FIG. 8.

Le fluide réfrigérant passe ensuite par le premier échangeur de chaleur 5 au niveau duquel le fluide réfrigérant perd de la chaleur, notamment au profit du flux d’air externe 100, comme illustré par la courbe 500 du diagramme de la figure 8.The refrigerant then passes through the first heat exchanger 5 at which the refrigerant loses heat, in particular to the benefit of the external air flow 100, as illustrated by curve 500 of the diagram in FIG. 8.

Au niveau du premier point de jonction 31, une première partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation B et traverse le deuxième dispositif de détente 11 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, comme illustré par la courbe 110 du diagramme de la figure 8. Le fluide réfrigérant traverse ensuite le troisième échangeur de chaleur 15 au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur 3.At the first junction point 31, a first part of the refrigerant passes through the first circulation branch B and passes through the second expansion device 11 at which the refrigerant passes at an intermediate pressure, as illustrated by the curve 110 of the diagram of FIG. 8. The refrigerant then passes through the third heat exchanger 15 at the level of which it absorbs heat before joining the second compression stage of the compressor 3.

Le troisième échangeur de chaleur 15 peut absorber directement de l’énergie calorifique dans le flux d’air interne 200 dans le cadre du premier mode de réalisation du circuit de gestion thermique 1. Dans le cadre du deuxième mode de réalisation du circuit de gestion thermique 1, le troisième échangeur de chaleur 15 absorbe de l’énergie calorifique du fluide caloporteur circulant dans la boucle de circulation D. Le fluide caloporteur circulant dans la boucle de circulation D perd ainsi de l’énergie calorifique au niveau du troisième échangeur de chaleur 15 et en absorbe du flux d’air interne 200 au niveau du cinquième échangeur de chaleur 23.The third heat exchanger 15 can directly absorb heat energy in the internal air flow 200 in the context of the first embodiment of the thermal management circuit 1. In the context of the second embodiment of the thermal management circuit 1, the third heat exchanger 15 absorbs heat energy from the heat transfer fluid circulating in the circulation loop D. The heat transfer fluid circulating in the circulation loop D thus loses heat energy at the level of the third heat exchanger 15 and absorbs internal air flow 200 at the fifth heat exchanger 23.

En aval du deuxième point de jonction, une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par la deuxième branche de circulation C et traverse le troisième dispositif de détente 17 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, inférieure à la pression intermédiaire, comme illustré par la courbe 170 du diagramme de la figure 8. Le fluide réfrigérant traverse ensuite le quatrième échangeur de chaleur 19 au niveau duquel il absorbe de la chaleur, comme illustré par la courbe 190 du diagramme de la figure 8, avant de rejoindre le troisième point de jonction 33.Downstream of the second junction point, a second part of the refrigerant passes through the second circulation branch C and passes through the third expansion device 17 at which the refrigerant passes at a low pressure, lower than the intermediate pressure, as illustrated by curve 170 of the diagram in FIG. 8. The refrigerant then crosses the fourth heat exchanger 19 at the level of which it absorbs heat, as illustrated by curve 190 of the diagram of FIG. 8, before reaching the third point Junction 33.

Après le troisième point de jonction 33, le fluide réfrigérant à basse pression rejoint le premier étage de compression du compresseur 3.After the third junction point 33, the low-pressure refrigerant joins the first compression stage of the compressor 3.

Dans le cas où le circuit de gestion thermique 1 comporte un échangeur de chaleur interne 13, ce dernier permet un sous-refroidissement du fluide réfrigérant passant par la boucle principale A. En effet, une partie de l’énergie calorifique du fluide réfrigérant passant entre le premier 31 et le deuxième 32 point de jonction est transférée au fluide réfrigérant circulant dans la première branche de circulation B en sortie du deuxième dispositif de détente 11, comme illustré par les courbes 130a et 130b du diagramme de la figure 8.In the case where the thermal management circuit 1 includes an internal heat exchanger 13, the latter allows sub-cooling of the refrigerant passing through the main loop A. Indeed, part of the heat energy of the refrigerant passing between the first 31 and the second 32 junction point is transferred to the refrigerant circulating in the first circulation branch B at the outlet of the second expansion device 11, as illustrated by the curves 130a and 130b of the diagram in FIG. 8.

Cet échangeur de chaleur 13 interne permet ici d’améliorer le coefficient de performance du circuit de gestion thermique 1 dans ce troisième mode de fonctionnement.This internal heat exchanger 13 makes it possible here to improve the coefficient of performance of the thermal management circuit 1 in this third operating mode.

Dans ce troisième mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant ne circule pas dans la branche principale A entre le deuxième 32 et le troisième 33 point de jonction. Pour cela, le premier dispositif de détente 7 peut par exemple être fermé et bloquer la circulation du fluide réfrigérant.In this third operating mode, the refrigerant does not circulate in the main branch A between the second 32 and the third 33 junction point. For this, the first expansion device 7 can for example be closed and block the circulation of the refrigerant.

Ce troisième mode de fonctionnement permet de concentrer la capacité de refroidissement du circuit de gestion thermique 1 vers le refroidissement du flux d’air interneThis third operating mode makes it possible to concentrate the cooling capacity of the thermal management circuit 1 towards the cooling of the internal air flow.

200. Ce refroidissement du flux d’air interne 200 est réalisé à la fois directement ou indirectement via le troisième échangeur de chaleur 15 et par le quatrième échangeur de chaleur 19. Cela permet par exemple un refroidissement rapide de l’habitacle du véhicule automobile.200. This cooling of the internal air flow 200 is carried out both directly or indirectly via the third heat exchanger 15 and by the fourth heat exchanger 19. This allows for example rapid cooling of the passenger compartment of the motor vehicle.

Dans le cas où le quatrième échangeur de chaleur 19 comporte un matériau à changement de phase, ce dernier peut être « rechargé » dans ce deuxième mode de fonctionnement, notamment pour être utilisé ultérieurement par exemple dans le premier mode de réalisation. Par « recharger », on entend ici que le matériau à changement de phase passe par exemple de la phase liquide à la phase solide.In the case where the fourth heat exchanger 19 comprises a material with phase change, the latter can be "recharged" in this second mode of operation, in particular for being used subsequently, for example in the first embodiment. By "recharging" is meant here that the phase change material passes for example from the liquid phase to the solid phase.

D’autres modes de fonctionnements sont possibles sans sortir du cadre de l’invention. Par exemple il est possible d’imaginer un mode de fonctionnement dans lequel l’intégralité de la capacité de refroidissement est utilisée pour le refroidissement des batteries. Pour cela, en aval du premier échangeur de chaleur 5, le fluide réfrigérant circule uniquement via le premier dispositif de détente 7 au niveau duquel il passe à basse pression et le deuxième échangeur de chaleur 9 au niveau duquel il absorbe de la chaleur des batteries avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur 3.Other operating modes are possible without departing from the scope of the invention. For example, it is possible to imagine an operating mode in which the entire cooling capacity is used for cooling the batteries. For this, downstream of the first heat exchanger 5, the refrigerant circulates only via the first expansion device 7 at which it goes to low pressure and the second heat exchanger 9 at which it absorbs heat from the batteries before to reach the first compression stage of compressor 3.

Dans cet exemple de mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant ne circule pas dans les première B et deuxième C branches de circulation. Pour cela, les deuxième 11 et troisième 17 dispositifs de détente peuvent être fermés et bloquer la circulation du fluide réfrigérant.In this example of operating mode, the refrigerant does not circulate in the first B and second C circulation branches. For this, the second 11 and third 17 expansion devices can be closed and block the circulation of the refrigerant.

Ainsi, on voit bien que du fait de son architecture et des différents modes de fonctionnement permis par cette même architecture, le circuit de gestion thermique permet un refroidissement conjoint entre celui des batteries, notamment en chargement rapide, et de l’habitacle.Thus, it is clear that because of its architecture and the different operating modes enabled by this same architecture, the thermal management circuit allows joint cooling between that of the batteries, especially in fast charging, and of the passenger compartment.

Claims (8)

Revendicationsclaims 1. Circuit de gestion thermique (1) d’un véhicule automobile électrique ou hybride dans lequel circule un fluide réfrigérant, ledit circuit de gestion thermique (1) comportant une boucle principale (A) comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant :1. Thermal management circuit (1) of an electric or hybrid motor vehicle in which a coolant circulates, said thermal management circuit (1) comprising a main loop (A) comprising in the direction of circulation of the coolant: ° un compresseur (3) comprenant au moins deux étages de compression, ° un premier échangeur de chaleur (5) destiné à être traversé par un flux d’air externe (100), ° un premier dispositif de détente (7), et ° un deuxième échangeur de chaleur (9) destiné à être en relation avec les batteries du véhicule automobile électrique ou hybride, la sortie de fluide réfrigérant dudit deuxième échangeur de chaleur (9) étant reliée au premier étage de compression du compresseur (3), ledit circuit de gestion thermique (1) comportant une première branche de circulation (B) reliant un premier point de jonction (31) disposé en aval du premier échangeur de chaleur (5), entre ledit premier échangeur de chaleur (5) et le premier dispositif de détente (7), à un étage de compression du compresseur (3) différent de son premier étage, ladite première branche de circulation (B) comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant :° a compressor (3) comprising at least two compression stages, ° a first heat exchanger (5) intended to be traversed by an external air flow (100), ° a first expansion device (7), and ° a second heat exchanger (9) intended to be in relation to the batteries of the electric or hybrid motor vehicle, the coolant outlet of said second heat exchanger (9) being connected to the first compression stage of the compressor (3), said thermal management circuit (1) comprising a first circulation branch (B) connecting a first junction point (31) disposed downstream of the first heat exchanger (5), between said first heat exchanger (5) and the first device expansion valve (7), at a compression stage of the compressor (3) different from its first stage, said first circulation branch (B) comprising in the direction of circulation of the coolant: ° un deuxième dispositif de détente (11), et ° un troisième échangeur de chaleur (15) permettant les échanges de chaleur avec un flux d’air interne (200), ledit circuit de gestion thermique (1) comportant une deuxième branche de circulation (C) reliant un deuxième point de jonction (32) disposé en aval du premier point de jonction (31), entre ledit premier point de jonction (31) et le premier dispositif de détente (7), à un troisième point de jonction (33) disposé en aval du deuxième échangeur de chaleur (9), entre ledit deuxième échangeur de chaleur (9) et le premier étage de compression du compresseur (3), ladite deuxième branche de circulation (C) comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant :° a second expansion device (11), and ° a third heat exchanger (15) allowing the heat exchanges with an internal air flow (200), said thermal management circuit (1) comprising a second circulation branch (C) connecting a second junction point (32) disposed downstream of the first junction point (31), between said first junction point (31) and the first expansion device (7), to a third junction point ( 33) disposed downstream of the second heat exchanger (9), between said second heat exchanger (9) and the first compression stage of the compressor (3), said second circulation branch (C) comprising in the direction of circulation of the refrigerant: ° un troisième dispositif de détente (17), et ° un quatrième échangeur de chaleur (19) destiné à être traversé par le flux d’air interne (200).° a third expansion device (17), and ° a fourth heat exchanger (19) intended to be traversed by the internal air flow (200). 2. Circuit de gestion thermique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le troisième échangeur de chaleur (15) est un échangeur de chaleur bifluide disposé conjointement sur la première branche de circulation (B) et sur une boucle de circulation (D) d’un fluide caloporteur, ladite boucle de circulation (D) comportant une pompe (21), ledit troisième échangeur de chaleur (15) et un cinquième échangeur de chaleur (23) destiné à être traversé par le flux d’air interne (200).2. Thermal management circuit (1) according to claim 1, characterized in that the third heat exchanger (15) is a two-fluid heat exchanger disposed jointly on the first circulation branch (B) and on a circulation loop ( D) of a heat transfer fluid, said circulation loop (D) comprising a pump (21), said third heat exchanger (15) and a fifth heat exchanger (23) intended to be traversed by the internal air flow (200). 3. Circuit de gestion thermique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le troisième échangeur de chaleur (15) est destiné à être traversé par le flux d’air interne (200).3. Thermal management circuit (1) according to claim 1, characterized in that the third heat exchanger (15) is intended to be traversed by the internal air flow (200). 4. Circuit de gestion thermique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le quatrième échangeur de chaleur (19) comporte en outre un matériau à changement de phase.4. Thermal management circuit (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the fourth heat exchanger (19) further comprises a phase change material. 5. Circuit de gestion thermique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte en outre un échangeur de chaleur interne (13) permettant les échanges de chaleur entre le fluide réfrigérant en sortie du deuxième dispositif de détente (11) et le fluide réfrigérant circulant entre le premier (31) et le deuxième point de jonction (32).5. Thermal management circuit (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises an internal heat exchanger (13) allowing the heat exchanges between the refrigerant leaving the second device. expansion (11) and the refrigerant circulating between the first (31) and the second junction point (32). 6. Circuit de gestion thermique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il est configuré dans un premier mode de fonctionnement dans lequel le fluide réfrigérant circule dans :6. Thermal management circuit (1) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is configured in a first operating mode in which the coolant circulates in: ° le compresseur (3), ° le premier échangeur de chaleur (5) au niveau duquel il perd de la chaleur, ° une première partie du fluide réfrigérant passe par la boucle principale (A) et traverse le premier dispositif de détente (7) au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, le fluide réfrigérant traversant ensuite le deuxième échangeur de chaleur (9) au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur (3), ° une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation (B) et traverse le deuxième dispositif de détente (11) au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, supérieure à la basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite le troisième échangeur de chaleur (15) au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur (3).° the compressor (3), ° the first heat exchanger (5) at which it loses heat, ° a first part of the refrigerant passes through the main loop (A) and passes through the first expansion device (7) at which the refrigerant passes to a low pressure, the refrigerant then passing through the second heat exchanger (9) at which it absorbs heat before reaching the first compression stage of the compressor (3), ° a second part of the refrigerant passes through the first circulation branch (B) and passes through the second expansion device (11) at which the refrigerant passes at an intermediate pressure, higher than the low pressure, the refrigerant then crosses the third exchanger heat (15) at which it absorbs heat before joining the second compression stage of the compressor (3). 7. Circuit de gestion thermique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il est configuré dans un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le fluide réfrigérant circule dans :7. Thermal management circuit (1) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is configured in a second operating mode in which the coolant circulates in: ° le compresseur (3), ° le premier échangeur de chaleur (5) au niveau duquel il perd de la chaleur, ° une première partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation (B) et traverse le deuxième dispositif de détente (11) au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, le fluide réfrigérant traverse ensuite le troisième échangeur de chaleur (15) au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur (3), ° une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par le premier dispositif de détente (7) au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, inférieure à la pression intermédiaire, le fluide réfrigérant traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur (9) au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur (3), ° une troisième partie du fluide réfrigérant passe par la deuxième branche de circulation (C) et traverse le troisième dispositif de détente (17) au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à la basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite le quatrième échangeur de chaleur (19) au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur (3).° the compressor (3), ° the first heat exchanger (5) at which it loses heat, ° a first part of the refrigerant passes through the first circulation branch (B) and passes through the second expansion device ( 11) at which the refrigerant passes to an intermediate pressure, the refrigerant then passes through the third heat exchanger (15) at which it absorbs heat before joining the second compression stage of the compressor (3), ° a second part of the refrigerant passes through the first expansion device (7) at which the refrigerant passes at a low pressure, below the intermediate pressure, the refrigerant then passes through the second heat exchanger (9) at which it absorbs heat before reaching the first compression stage of the compressor (3), ° a third part of the refrigerant passes through the two th circulation branch (C) and passes through the third expansion device (17) at which the refrigerant passes to low pressure, the refrigerant then passes through the fourth heat exchanger (19) at which it absorbs heat before joining the first compression stage of the compressor (3). 8. Circuit de gestion thermique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il est configuré dans un troisième mode de fonctionnement dans lequel le fluide réfrigérant circule dans :8. Thermal management circuit (1) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is configured in a third operating mode in which the coolant circulates in: ° le compresseur (3),° the compressor (3), 5 ° le premier échangeur de chaleur (5) au niveau duquel il perd de la chaleur, ° une première partie du fluide réfrigérant passe par la deuxième branche de circulation (C) et traversant le troisième dispositif de détente (17) au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite le quatrième échangeur de chaleur (19) au niveau duquel il absorbe de la chaleur 10 avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur (3), ° une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation (B) et traverse le deuxième dispositif de détente (11) au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, supérieure à la basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite le troisième échangeur de chaleur (15) au 15 niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur (3).5 ° the first heat exchanger (5) at which it loses heat, ° a first part of the refrigerant passes through the second circulation branch (C) and passing through the third expansion device (17) at which the refrigerant passes to a low pressure, the refrigerant then crosses the fourth heat exchanger (19) at which it absorbs heat 10 before joining the first compression stage of the compressor (3), ° a second part of the fluid refrigerant passes through the first circulation branch (B) and passes through the second expansion device (11) at which the refrigerant passes at an intermediate pressure, higher than the low pressure, the refrigerant then crosses the third heat exchanger ( 15) at the level of which it absorbs heat before joining the second compression stage of the compressor (3).
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