WO2011015734A1 - Système de régulation thermique globale pour véhicule automobile à propulsion électrique - Google Patents

Système de régulation thermique globale pour véhicule automobile à propulsion électrique Download PDF

Info

Publication number
WO2011015734A1
WO2011015734A1 PCT/FR2010/051184 FR2010051184W WO2011015734A1 WO 2011015734 A1 WO2011015734 A1 WO 2011015734A1 FR 2010051184 W FR2010051184 W FR 2010051184W WO 2011015734 A1 WO2011015734 A1 WO 2011015734A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit
fluid
temperature
air
passenger compartment
Prior art date
Application number
PCT/FR2010/051184
Other languages
English (en)
Inventor
Gerard Olivier
Jean-Philippe Claeys
Robert Yu
Original Assignee
Renault Sas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault Sas filed Critical Renault Sas
Priority to CN201080044662.9A priority Critical patent/CN102548780B/zh
Priority to US13/389,345 priority patent/US20120174602A1/en
Priority to JP2012523361A priority patent/JP5667630B2/ja
Priority to EP10738008A priority patent/EP2461993A1/fr
Publication of WO2011015734A1 publication Critical patent/WO2011015734A1/fr

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00492—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices comprising regenerative heating or cooling means, e.g. heat accumulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B60H1/004—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell for vehicles having a combustion engine and electric drive means, e.g. hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00492—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices comprising regenerative heating or cooling means, e.g. heat accumulators
    • B60H1/005—Regenerative cooling means, e.g. cold accumulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00907—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant changes and an evaporator becomes condenser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3228—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B60H1/32284—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising two or more secondary circuits, e.g. at evaporator and condenser side
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers

Definitions

  • the present invention relates to a thermal regulation device for the passenger compartment of a motor vehicle, in particular of electric or hybrid type.
  • electric or hybrid motor vehicles must incorporate a cabin air temperature system. These conditioning systems provide passenger comfort as well as additional functions such as demisting and defrosting glass surfaces. Electrically propelled vehicles must also incorporate temperature control systems, which regulate the temperature of accessories such as chargers, computers and electronic components, and the temperature of the electric motor (which must remain around 20 0 C when it is solicited, and not to exceed 50 0 C) and the temperature of the battery (which might otherwise rise to high temperatures during fast charging cycles, while its operating range is for example between - 10 0 C and 35 ° C).
  • thermal vehicle conditioning systems uses a large amount of energy "fatally dissipated" in the form of heat, which is not available in electric vehicles, or even hybrids, insofar as in these, the engine thermal can be stopped over long periods.
  • the patent application FR 2 709 097 proposes a regulating device including an energy accumulator in the form of specific heat, which can operate either as a heat accumulator or as a frigory accumulator.
  • This accumulator is preheated or pre-cooled using the energy of an electrical network outside the vehicle at the same time as the battery is charged, for example by using the heat released by the battery for preheating.
  • the configuration of the system allows the use of the accumulator only to condition the air temperature of the passenger compartment, and insofar as the temperature of the accumulator has a sufficient temperature difference with the passenger compartment to ensure the expected thermal exchanges.
  • the invention aims to overcome these disadvantages by improving the thermal regulation of the passenger compartment of a motor vehicle, particularly in terms of energy consumption, to preserve the autonomy of the vehicle.
  • Another object of the invention is to ensure the temperature control of the electrical organs so as to increase their efficiency and their lifetime.
  • the subject of the invention is a system for regulating the interior of the passenger compartment and the electrical components of a motor vehicle, powered wholly or partly by a battery-powered electric motor, the system comprising a thermal control fluid circuit coupled to a heating means and / or a cooling means making it suitable for storing calories or cold when the system is connected to an electrical network outside the vehicle.
  • the fluid circuit is able to transfer calories and / or frigories to the air of the passenger compartment, alternately either through a heat exchanger between the circuit and the air of the passenger compartment, or by intermediate of a climatic circuit forming heat pump and / or air conditioning system.
  • the system comprises:
  • a first autonomous circuit for thermal regulation fluid of the passenger compartment powered by a first pump and passing through a first heat exchanger making it possible to condition in temperature a flow of air entering the passenger compartment, or making it possible to condition the temperature of the battery ,
  • a second independent motor thermal control fluid circuit supplied by a second pump, passing through a heat exchange radiator with the air outside the vehicle, and passing through a second heat exchanger for conditioning the engine temperature
  • a third thermal storage fluid circuit which may alternatively be connected to the first circuit and / or be connected to the engine temperature conditioning heat exchanger, and which may at other times constitute a separate autonomous circulation loop; of fluid,
  • a climatic circuit forming a heat pump and / or an air-conditioning system, capable of taking, by a first condenser-evaporator, calories or frigories on the third fluid circuit, and to yield these calories / frigories by a second condenser-evaporator to the first fluid circuit,
  • At least one electric heating element connected either to the first fluid circuit or to the third fluid circuit, and to raise by several tens of degrees Celsius the temperature of the third circuit, or the temperature of the two circuits connected to each other.
  • the system comprises at least three three-way valves or three equivalent devices, in particular allowing the fluid exchanges to be interrupted between the first circuit and the third circuit, and at the same time making it possible alternatively to obtain the following configurations, consisting of:
  • valves also make it possible to interrupt or restore the flow of fluid between the second and third circuits.
  • the third circuit may comprise a valve and a bypass duct making it possible to exclude the first condenser-evaporator of this circuit, or may comprise several valves and several bypass ducts making it possible to exclude one or more condensers- evaporators of this circuit.
  • the system may comprise an external air temperature sensor, a thermal sensor disposed at the level of the first fluid circuit or in the passenger compartment of the vehicle, a thermal sensor disposed at the level of the second fluid circuit or at the level of the second fluid circuit. motor, and a thermal sensor disposed at the third fluid circuit.
  • the volume of the fluid in the third circuit is greater than the volume of fluid in the first circuit and the volume of fluid in the second circuit.
  • the third fluid circuit may comprise a heat exchanger with a thermal storage means such as a phase transformation thermal accumulator.
  • the subject of the invention is a method of thermal regulation of the passenger compartment and electrical components of a motor vehicle powered wholly or partially by an electric motor powered by a battery.
  • the method is implemented by means of a device comprising a thermal regulation fluid pipe circuit, coupled to a heating means and / or a cooling means.
  • the method comprises the steps of:
  • the vehicle is equipped with:
  • a first autonomous circuit for thermal regulation fluid of the passenger compartment powered by a first pump and passing through a first heat exchanger making it possible to condition in temperature a flow of air entering the passenger compartment, or making it possible to condition the temperature of the battery ,
  • a second independent motor thermal control fluid circuit powered by a second pump, passing through a heat exchange radiator with the air outside the vehicle, and passing through a second heat exchanger for conditioning the engine temperature
  • a third thermal storage fluid circuit which may alternatively be connected to the first circuit and / or be connected to the engine temperature conditioning heat exchanger, and which may at other times constitute a separate autonomous circulation loop; of fluid,
  • a climatic circuit forming a heat pump and / or an air-conditioning system, capable of taking up by a first condenser-evaporator the calories / frigories on the third fluid circuit, and to yield these calories / frigories by a second condenser-evaporator to the first fluid circuit;
  • the third thermal storage fluid circuit possibly connected to the first circuit, by raising
  • the climate circuit is deactivated, the third circuit is connected to the first circuit and / or the temperature-conditioning heat exchanger of the engine, and the calories (respectively, the frigories) stored in the engine are used.
  • the fluid circulation is decoupled between the first circuit and the third circuit, and the heat pump is operated. or the air-conditioning system first between the first circuit or the passenger compartment and the third circuit, then between the first circuit or the passenger compartment and at least a part of the second circuit, the fluid circulation of the ducts specific to the third circuit being then disabled.
  • the temperature of the outside air, a temperature at the heat exchanger of the engine, a temperature in the passenger compartment of the vehicle and a temperature of the third fluid circuit are compared with one another. , to decide the connection modalities of the first, second and third fluid circuits, and to decide on the operating mode or the absence of operation of the climate circuit.
  • FIG. 1 illustrates a thermal regulation system according to the invention, in a first winter mode of operation
  • FIG. 2 illustrates the thermal regulation system of FIG. 1, in a second winter mode of operation
  • FIG. 3 illustrates the thermal regulation system of FIG. 1, in a third mode of winter operation
  • FIG. 4 illustrates the thermal regulation system of FIG. 1, in a fourth mode of winter operation
  • FIG. 5 illustrates the thermal regulation system of FIG. 1, in a fifth mode of winter operation
  • FIG. 6 illustrates the thermal regulation system of FIG. 1, in a first summer operating mode
  • FIG. 7 illustrates the thermal regulation system of FIG. 1, in a second summer mode of operation
  • Figure 8 illustrates the thermal control system of Figure 1, in a third summer mode of operation
  • Figure 9 illustrates the thermal control system of Figure 1, in a fourth summer mode of operation
  • Figure 10 illustrates the thermal control system of Figure 1, in a fifth summer mode of operation
  • FIG. 1 1 illustrates another thermal control system according to the invention, in a first winter mode of operation
  • FIG. 12 illustrates the thermal regulation system of FIG. 11, in a second mode of winter operation
  • FIG. 13 illustrates the thermal regulation system of FIG. 11, in a third mode of winter operation
  • FIG. 14 illustrates the thermal regulation system of FIG. 11, in a fourth mode of winter operation
  • FIG. 15 illustrates the thermal regulation system of FIG. 11, in a fifth mode of winter operation
  • FIG. 16 illustrates the thermal regulation system of FIG. 11, in a first summer mode of operation
  • Figure 17 illustrates the thermal control system of Figure 1 1, in a second summer mode of operation
  • FIG. 18 illustrates the thermal regulation system of FIG. 11, in a third summer mode of operation
  • Figure 19 illustrates the thermal control system of Figure 1 1, in a fourth summer mode of operation
  • FIG. 20 illustrates a third thermal regulation system according to the invention, in one of its winter operating modes.
  • Figure 21 illustrates the thermal control system of Figure 20 in one of its summer operating modes.
  • a thermal regulation system comprises a climatic circuit 4 and three independent fluid circuits 1, 2, and 3 all of which are traversed by the same coolant, for example water brine.
  • the climatic circuit 4 comprises two half-loops 28 and 29 of pipelines traversed by a refrigerant, for example a fluorinated and / or chlorinated derivative of methane or ethane (freon), a hydrocarbon, ammonia, carbon, etc.
  • portions of pipes capable of transporting the same type of fluid (either a refrigerant or a coolant) whose width is in a black background or is hatched (the hatching may be dashed) schematize pipelines where a fluid flows.
  • the black background, or each type of hatching each symbolizes a different fluid temperature.
  • Two pipes carrying two fluids of different types, and represented with the same black background, or with the same type of hatching, are not necessarily at the same temperature.
  • the half-loops 28 and 29 are connected on one side by an expander 9, and on the other side by a compressor 8, to which they are connected by an inverting valve 14.
  • the half-loop 28 passes through a first condenser -evaporator 41.
  • the half-loop 29 passes through a second evaporator condenser 42.
  • the arrows along the circuit 4 indicate the flow direction of the refrigerant.
  • the refrigerant flows through the compressor in the same direction, from left to right in the illustration of FIG. 3.
  • the refrigerant can flow through the circuit 4. clockwise or anti-clockwise.
  • the refrigerant vaporizes after having passed through the expander 9, by taking heat from the condenser-evaporator which it then passes through, here the condenser-evaporator 41, which serves as a cold source vis-à-vis heat transfer fluid that is to be cooled.
  • the compressor 8 draws the vaporized fluid and delivers it to the condenser-evaporator of the other half-loop where it condenses by yielding heat, here the evaporator condenser 42, which acts as a hot source vis-à-vis the heat transfer fluid that we seek to heat.
  • the compressor 8 can be driven by the electric motor of the vehicle, or be provided with its own electric motor, or be a hybrid compressor, or be a compressor driven by a heat engine of the vehicle.
  • the first independent fluid circuit 1 comprises a pump 5 which sends the fluid through a check valve 26 to a condenser-evaporator 42. After passing through the condenser-evaporator 42, the coolant passes through a three-way valve 15 is to a heating branch I c, or to a cooling branch I f. The branches I c and I f then meet to bring the heat transfer liquid to the pump 5.
  • the arrows arranged along the pipes of the circuit 1 indicate the flow direction of the heat transfer liquid.
  • Each of the branches Ic and If comprise a heat exchanger respectively I and IIf, both located inside a passenger compartment 33 of the vehicle, and making it possible to transfer calories, respectively frigories, of the circuit 1 of heat transfer liquid to the air of the passenger compartment.
  • a fan 25 makes it possible to draw air from the passenger compartment through the heat exchangers I 1 and 11 f.
  • the condenser-evaporator 42 which acts as a hot source for the climate circuit 4, transfers calories to the coolant which is then sent to the heat exchanger I 1 in order to heat the air of the heat exchanger. cockpit.
  • a PTC heating element 27 is arranged in the path of the circuit 1 so as to be able to heat the heat-transfer liquid of this circuit in addition to or independently of the calories supplied by the condenser-evaporators 42.
  • This CTP element is inactive in FIG. may, according to the embodiments, be replaced by another heating device, for example by a heat pump (not shown).
  • the second thermal regulation circuit 2 comprises a pump 7 which sends the coolant through a three-way valve 18 to a heat exchanger 12 for temperature conditioning an electric motor, for example an electric motor for propelling the vehicle, and / or allowing, according to other embodiments, temperature conditioning any other electrical or electronic component (charger, storage battery, electronic power component).
  • a pump 7 which sends the coolant through a three-way valve 18 to a heat exchanger 12 for temperature conditioning an electric motor, for example an electric motor for propelling the vehicle, and / or allowing, according to other embodiments, temperature conditioning any other electrical or electronic component (charger, storage battery, electronic power component).
  • the heat transfer liquid is then directed from this heat exchanger 12 to a radiator 13 comprising a heat exchanger between the coolant and the air flowing through the radiator, a fan 24 for drawing air through the radiator, and a cooling system.
  • Shutters 30 to limit the flow of air through the radiator and improve the aerodynamics of the vehicle.
  • the third thermal regulation circuit 3 comprises a pump 6 which sends the coolant through the condenser-evaporator 41, through which the third circuit 3 can exchange calories or frigories with the climate circuit 4.
  • the coolant After passing through the condenser-evaporator 41, the coolant passes through a three-way valve 17, then a three-way valve 16, and is reinjected into the pump 6.
  • a bypass pipe 31, which can be opened or closed by means of a valve 32 makes it possible to bring the heat transfer liquid directly from the upstream side of the pump 6 to a point situated between the two three-way valves 16 and 17, without passing through either the pump 6 or the condenser-evaporator 41.
  • a pipe 19 is disposed between the three-way valve 16 of the circuit 3 and the upstream of the condenser-evaporator 42 of the circuit 1.
  • the heat transfer liquid arriving upstream of this valve 16 can be directed either directly to the pump 6, or through the condenser-evaporator 42, the three-way valve 15, the one of the two heat exchangers I or 11f, before finally returning to the pump 6, through a pipe 20 disposed downstream of the branches I c and I f of the circuit 1, and disposed between the upstream of the pump 5 and upstream of the pump 6.
  • a section restriction 21 may be disposed on the circuit 3 between the three-way valve 16 and the pipe 20, to ensure a balancing of fluid flow rates between the different heat transfer fluid circuits.
  • a pipe 22 is disposed between the three-way valve 17 of the circuit 3 and the three-way valve 18 of the circuit 2. This pipe allows all or part of the coolant coming from the condenser-evaporator 41 to flow to the heat exchanger 12 for temperature conditioning of the electric motor.
  • a pipe 23 connects the downstream of the heat exchanger 12 of the electric motor upstream of the pump 6 of the circuit 3. This pipe 23 allows all or part of the coolant coming from the heat exchanger 12 of the engine of the flow through the pump 6.
  • the three-way valves 16, 17 and 18 are positioned to allow the circulation of heat transfer liquid in the pipe 19 or in the pipe 22. An independent heat transfer liquid circulation is then established for each of the circuits 1, 2 and 3, without passage of coolant or with a minimum passage of heat transfer liquid in the pipes 20 and 23.
  • the thermal regulation circuit 2 functions as a conventional cooling circuit of a motor, electric or not, the pump 7 circulating the heat-transfer liquid successively in the heat exchanger 12 for conditioning the engine, and in the radiator 13 for heat exchange with the air outside the engine. Calories transferred by the engine to the coolant at the heat exchanger 12 can then be transferred by the coolant to the outside air drawn by the fan 24 at the radiator 13.
  • the flaps 30 of the radiator are open.
  • the circuit 1 operates in a heating circuit, bringing the calories of two hot sources which are the condenser-evaporator 42 and possibly the resistance CTP 27, to the heat exchanger
  • the control circuit 3 is used in FIG. 3, with a cold source through the condenser-evaporator 41, calories being taken by the climatic circuit 4 on the regulation circuit 3 to be then transferred to the circuit 1 at the level of the condenser-evaporator. 42.
  • the climate circuit 4 thus operates in a heat pump. The efficiency of such a heat pump is all the more interesting as the temperature difference between the cold source, that is to say the temperature of the coolant flowing through the circuit 3, and the hot source, is that is, the temperature of coolant flowing through circuit 1 is low.
  • FIGS. 1 to 10 show elements that are common to FIG. 3, the same elements then bearing the same references.
  • the vehicle (not shown) is connected to an external electrical network (not shown) for charging the electric battery (not shown).
  • the energy of the electricity network is also used to raise the temperature of the heat-transfer liquid of the circuit 1 by means of the PTC resistor 27.
  • the valves 16 and 17 are placed in such a way as to interconnect the circuit 1 and the circuit 3, isolating these circuits 1 and 3 of the circuit 2.
  • the coolant circulates in the circuits 1, 3 and in the pipes 19 and 20.
  • the climatic circuit 4 is inactive, as is the circuit 2 and its pump 7.
  • the valve 15 is positioned in such a way that the heat-transfer liquid is sent into the heat exchanger I 1 and the circulation of the coolant is interrupted in the exchanger ll f.
  • the circulation of the coolant is provided by the pumps 5 and / or 6.
  • the calories produced by the PTC resistor and carried by the heat transfer fluid through the exchanger I allow to raise the temperature of the passenger compartment by operating the fan 25.
  • the blower 25 may be turned off, and / or restarted at intervals to maintain the cabin temperature at its set point.
  • the temperature of the coolant contained in the circuits 1 and 3 continues to be heated by the CTP element for example to a temperature determined by the boiling temperature of the liquid and / or by the thermal resistance of the pipes. . Thanks to the high heat mass of the coolant and the consequent volume of liquid in the circuits 1 and 3, especially in the circuit 3, is stored in the form of heat, a quantity of energy that will not have to be taken from the battery to heat the cabin.
  • the circuit 3 may be provided with a coolant reservoir (not shown), that is to say a storage volume for locally storing over a given linear length, the equivalent of several equivalent lengths of channelization of the circuit. . This tank can be thermally insulated.
  • the vehicle can be disconnected from the external electrical network and can start to roll by placing the thermal regulation system 10 in the configuration corresponding to FIG. 2.
  • the regulation circuit 2 functions as an autonomous circuit, the pump 7 passing the coolant through the heat exchanger 12 of the electric motor, then through the radiator 13, cooled by the outside air drawn by the fan 24 through the flaps 30 open.
  • the climate circuit 4 is disabled.
  • the three-way valve 15 is positioned to send the coolant in the branch I c of the circuit 1 and through the exchanger thermal I intended for heating the cabin.
  • the PTC resistor 27 is deactivated.
  • the three-way valve 16 is positioned to allow the passage of heat transfer liquid through the pipe 19, and to stop the circulation of heat transfer liquid through the restriction 21.
  • the control circuits 1 and 3 are interconnected with each other , the circulation of the coolant being provided by the pumps 5 and 6. It could also be considered to ensure the circulation of fluid than with only one of the two pumps.
  • the heat transfer liquid contained in the circuits 1 and 3 can thus progressively give way to the passenger compartment air, through the heat exchanger I 1, the stored heat energy.
  • the only electrical energy consumed to condition the temperature of the passenger compartment 33 is the energy required to operate the pump or pumps 5 and 6, plus possibly the electrical energy required to operate the fan 25.
  • the intensity of the heat exchange with the passenger compartment can for example be regulated by modifying, by means of the pumps 5 and 6, the flow of heat transfer liquid through the exchanger I 1, and by modifying by means of the fan 25 the flow rate of air through this same exchanger.
  • This operating mode can be maintained as long as the temperature of the coolant remains higher than the desired air temperature of the passenger compartment, increased by a certain temperature difference necessary for the heat exchange between the coolant and the heat transfer liquid.
  • cabin air is done at a satisfactory speed, and can compensate for other heat losses resulting in cooling of the cabin air.
  • the thermal regulation 10 can be actuated according to the operating mode corresponding to FIG.
  • the PTC resistor 27 remains inactive, and the control circuit 2 continues to operate autonomously to cool the electric motor by means of the radiator 13.
  • the refrigerant circuit 4 is active, the inversion valve 14 being positioned so that the condenser-evaporator 41 operates in a cold source and the condenser-evaporator 42 operates hot source.
  • the three-way valve 15 is always positioned to send the coolant through the branch I c of the circuit 1 and the heat exchanger I l e for heating the passenger compartment.
  • the three-way valve 16 is positioned so as to prevent the circulation of heat transfer liquid through the pipe 19.
  • the regulation circuits 1 and 3 thus operate in a decoupled manner, that is to say without exchange of coolant between the two circuits.
  • the circulation of the liquid in the circuit 1 is ensured by the pump 5, the circulation of the liquid in the circuit 3 is ensured by the pump 6.
  • the fan 25 may optionally be actuated so as to increase the heat exchange between the heat transfer liquid of the circuit 1 and the air of the passenger compartment.
  • the air conditioning circuit 4 operates here in a heat pump, taking heat from the heat transfer liquid of the circuit 3 and transferring them to the heat transfer liquid of the circuit 1. As the temperature of the liquid of the circuit 3 remains at this stage greater than that of the outside air and higher than that of the circuit 2, the efficiency and the performance of the heat pump constituted by the circuit 4 remain more interesting than those of a heat pump whose cold source would be the outside air, or would be the cooling circuit 2 of the electric motor. This limits the power consumption required to maintain the cabin air at a satisfactory level.
  • the heat pump allows, in the configuration described, to ensure the heating of the passenger compartment even for very low outdoor temperatures, that is to say temperatures where a heat pump whose cold source would be outside air, or would be the circuit 2, would not be enough, and where an extra resistance CTP would then become necessary.
  • the efficiency of a PTC resistor is much less interesting than that of a heat pump. It is possible to envisage variant embodiments which would comprise a PTC (a PTC resistor) on the circuit 3, this PTC making it possible to slow down the progressive cooling of the coolant of the circuit 3. Such a PTC on the circuit 3 can replace the PTC 27 of the circuit 1 and be used for the preheating step described in FIG. 1. It is also possible to envisage alternative embodiments in which two CTPs are available, the CTP 27 on the circuit 1 and a second CTP on the circuit.
  • FIG. 4 illustrates a mode of winter operation similar to that of FIG. 3, and which may for example be applied following it.
  • the three-way valves 17 and 18 are positioned so as to allow the circulation of the coolant liquid in the pipes 22 and 23, and to block the flow of fluid arriving from the radiator 13.
  • the pump 7 is inactive, as well as the fan 24.
  • the flaps 30 may optionally be closed to improve the aerodynamics of the vehicle.
  • the regulating circuits 1 and 3 continue to function as two independent circuits that do not exchange heat transfer liquid.
  • the heat exchanger 12 for conditioning the temperature of the electric motor is connected to the regulation circuit 3. This configuration is recommended when the temperature of the heat transfer fluid of the circuit 3 has become sufficiently low to be able to ensure satisfactory cooling of the engine This configuration allows the calories recovered from the electric motor to be operated using the climate circuit 4.
  • FIG. 5 illustrates another configuration of the thermal control system 10 of FIGS. 1 to 4, which can be for example adopt after going through a configuration of the type of Figure 3 or Figure 4, once the temperature of the coolant of the circuit 3 has fallen below a certain threshold.
  • the regulation circuit 1 continues to operate in an autonomous circuit as in the configurations of FIGS. 3 and 4.
  • the PTC resistor 27 is inactive, the heat transfer liquid passes through the heat exchanger I 1, and the The fan 25 can be controlled in speed according to the desired degrees of heat exchange between the coolant and the air of the passenger compartment 33.
  • the climatic circuit 4 continues to function as a heat pump, between the condenser-evaporator 41 making office cold source and the condenser-evaporator 42 acting as a hot source.
  • the regulation circuit 3 is inactivated, that is to say that the three-way valves 16 and 17 are configured so as to allow the passage of heat transfer liquid only in the branch of the circuit 3 comprising the pump 6 and the condenser -vaporator 41.
  • the three-way valves 17 and 18 are configured to couple the circulation of this branch with the coolant circulation of the regulation circuit 2.
  • the regulation circuit 2 then comprises the pump 7, the heat exchanger 12 for conditioning the electric motor, the radiator 13, the pump 6 and the condenser-evaporator 41.
  • the calories released by the electric motor are used to improve the efficiency of the heat pump constituting the climatic circuit 4.
  • the volume of heat transfer liquid heated by the calories of the electric motor is lower, which allows to heat the heat-exchange liquid of the circuit 2 to a higher temperature, than the temperature that one would obtain by distributing the calories of the engine on a volume heat transfer liquid corresponding for example to the volume of the circuit 3.
  • the temperature of the circuit 2 must however be maintained below a maximum level determined by the maximum operating temperature of the electric motor. When this temperature of the circuit becomes too high, it is possible to actuate the fan 24 and open the flaps 30.
  • the shutters 30 can be closed and the fan 24 can be deactivated, which makes it possible to recover a maximum of calories generated by the electric motor in favor of the operation of the climate circuit 4.
  • the liquid heat transfer circuit 2 then circulates only in the exchangers 12 and 41, powered by the pump 6.
  • FIG. 6 illustrates a possible mode of operation of the thermal regulation system 10 when the vehicle is stationary, connected to an external electrical network in order to recharge its battery, and that the outside temperature (for example in summer) is greater to that which the passengers wish in the cockpit.
  • the three-way valve 15 is this time positioned so as to pass the coolant of the circuit 1 through the branch I f and the heat exchanger 11f for refreshing the passenger compartment 33.
  • the three-way valve 16 is in the same configuration as that of Figure 1, thus ensuring the coupling between the control circuits 1 and 3, through the pipes 19 and 20.
  • the valve 32 of the branch circuit 31, which was closed in Figures 1 to 5 is here open, allowing the arrival of heat transfer liquid arriving from the circuit 1 through the three-way valve 16 to the bypass circuit 31.
  • the three-way valve 17 is in the same configuration as in Figure 5, excluding this makes the branch carrying the pump 6 and the condenser-evaporator 41 of the circuit 3, and coupling on the contrary this branch with the control circuit 2.
  • the three-way valve 18 is positioned to allow the circulation of u condenser-evaporator 41 to the radiator 13 but prevent the circulation of heat transfer liquid to the heat exchanger 12 conditioning the electric motor.
  • the circulation of coolant in the circuit 2 may for example be provided by the pump 6, the pump 7 being deactivated.
  • the shutters 30 of the radiator are open and the fan 24 is actuated so as to allow cooling of the coolant of the circuit 1 by the flow of outside air passing through the radiator 13.
  • the climate circuit 4 operates in air conditioning mode, that is to say that is, the reversing valve 14 is positioned to use the condenser-evaporator 42 as the cold source and the condenser-evaporator 41 as the hot source.
  • the climate circuit 4 thus takes calories from the coupled circuits 1 and 3 and rejects these calories on the circuit 2, whose temperature it raises.
  • the fan 25 can be actuated initially until the air in the passenger compartment drops to the desired temperature by the passengers, then cut, at least in intervals of time, while one continues to operate the climatic circuit 4 to lower the temperature of the two coupled circuits 1 and 3 to a minimum temperature authorized by the risks of thickening of the coolant and / or the cold resistance of the pipes.
  • As much as possible of frigories is stored in the coolant circulating in the circuit 3, and possibly circulating in the storage tank (not shown) of the circuit 3.
  • this minimum temperature can continue to operate for a moment the fan 24 and the pump 6, to bring the temperature of the circuit 2 to a value close to that of the ambient air. Following these operations, it was stored on the two loops 1 and 3 frigories that will be able, during the driving of the vehicle, to be used to cool the cabin and possibly to refresh the electrical organs, without drawing energy on the battery of the vehicle.
  • FIG. 7 describes a mode of operation that is relatively similar to the operating mode of FIG. 2, that is to say that the regulation circuit 2 operates autonomously to cool the electric motor by means of the exchanger 12, the heat transfer liquid passing successively by the pump 7, the heat exchanger 12 and the radiator 13, the flaps 30 being open and the fan 24 can be actuated according to the cooling needs of the engine.
  • the three-way valve 16 is again configured to couple the coolant circulation of the circuits 1 and 3 through the pipes 19 and 20.
  • the three-way valve 15 is configured to send the coolant through the branch I f of the circuit 1 and the heat exchanger 11f for cooling the air of the passenger compartment.
  • the fan 25 can be activated or not according to the cooling needs of the air of the passenger compartment.
  • valve 32 and the three-way valves 17 and 18 are positioned to exclude the branch comprising the pump 6 and the condenser-evaporator 41 of the circuit 3, and to allow on the contrary the circulation of coolant through the bypass circuit 31 .
  • FIG. 7 it is possible to envisage variants of operation according to FIG. 7, which would allow the passage of the coolant in this branch comprising the pump 7 and the condenser-evaporator 41, instead of passing through the branch circuit 3 1.
  • FIG. 2 in which the heat-transfer liquid of the circuit 3, instead of passing through the pump 6 and the condenser-evaporator 41, would pass through the cooling circuit. bypass 3 1.
  • the climate circuit 4 is deactivated.
  • the cooling of the air of the passenger compartment is ensured by means of the frigories ceded by the heat transfer liquid of the circuits 1 and 3 through the heat exchanger 11f, the intensity of these heat exchanges being able to be regulated on the one hand, by modifying the flow rate of the heat transfer liquid imposed by the pump 5, and on the other hand, by modulating the flow of air passing through the exchanger 11f by means of the fan 25.
  • FIG. 8 illustrates a mode of operation of the thermal regulation system 10 which can be used in summer when the temperature of the heat transfer liquid of circuits 1 and 3 is still low enough to cool the air in the passenger compartment, and that the outside air is at a temperature too high to ensure, by means of the regulation circuit 2, satisfactory cooling of the electric motor (and / or variants, engine accessories (charger, electronic components) and / or battery).
  • FIG. 8 differs from the configuration of FIG. 7 in that the valve 32 of the bypass circuit 31 is closed, and in that the three-way valves 17 and 18 are in a position permitting the passage of the circuit fluid. 3 in the heat exchanger
  • the refrigerants stored in the coolant of the circuits 1 and 3 are therefore sold, partly at the level of the exchanger l l f to the air of the passenger compartment and partly at the level of the exchanger 12 to the electric motor.
  • FIG. 9 illustrates a summer operating mode of the thermal regulation system 10, which is broadly similar to the winter operating mode described in FIG. 3.
  • the regulation circuit 2 functions as an autonomous circuit, the pump 7 propelling the coolant through the heat exchanger 12 conditioning the engine and then through the radiator
  • the three-way valves 16 and 17 are in a position which imposes a separate circulation of heat transfer fluids for the circuit 1 and for the circuit 3.
  • the valve 32 On the circuit 3, the valve 32 is passed through the outside air drawn by the fan. is closed.
  • the three-way valve 15 is in a position that requires the heat transfer liquid to pass through the branch I f of the circuit 1, and into the exchanger 11 f, intended for the cooling of the air of the cockpit.
  • Each of the pumps 5, 6 and 7 ensure the circulation of the heat transfer liquid respectively in one of the control circuits 1, 3 and 2.
  • the reversing valve 14 is in the opposite position to that of FIG. 3, so as to operate the condenser-evaporator 41 in a hot source of the climate circuit 4 and to operate the condenser-evaporator 42 in a cold source of this circuit.
  • climate change 4 The climatic circuit 4 thus functions as a conventional air conditioning cooling system of the cabin air, this air conditioning circuit however having a hot source at a lower temperature than that of the outside air, which makes it possible to improve circuit performance and reduce power consumption.
  • This mode of operation is interesting, when, after storing frigories on the circuits 1 and 3 according to the operating mode of FIG. 6, the heat transfer liquid of the circuits 1 and 3 was progressively warmed up to a temperature too close to that of the air of the passenger compartment, even higher than that of the air of the passenger compartment, while remaining even cooler than that of the temperature of the air outside the vehicle.
  • the operating mode described in FIG. 9 then makes it possible to use the climate circuit 4 as an air conditioning system, with a more interesting output than if this air conditioning system used outside air as a hot source.
  • FIG. 10 illustrates another mode of operation of the thermal regulation system 10, which can be implemented when the vehicle is traveling on a hot summer day, and that after having used the modes of operation of FIGS. 6 to 9, the temperature of the coolant of the circuit 3 has become comparable to that of the heat transfer liquid of the circuit 2, that is to say that the temperature of the coolant liquid of the circuit 3 is still lower than that of the coolant temperature of the circuit 2 but the difference between these two temperatures is less than a gap threshold.
  • the operating mode of FIG. 10 is almost identical to the winter operating mode described in FIG.
  • the inverting valve 14 is in the position which circulates the refrigerant of the circuit 4 so as to using the condenser-evaporator 41 in a hot source and using the condenser-evaporator 42 in a cold source, and in that the three-way valve 15 is positioned so as to send the heat-transfer fluid of the circuit 1 in the branch I f and the heat exchanger llf instead of sending the coolant in the branch I c.
  • the regulation circuit 3 is deactivated, thus saving the energy of the pump 6 necessary for the circulation of the coolant in this circuit.
  • FIGS 1 1 to 20 illustrate another embodiment of the invention with a climate circuit 4 not provided with a reversing valve.
  • the refrigerant fluid therefore always flows in the same direction inside the pipes of this climate circuit.
  • this climatic circuit 4 is provided not with two, but with four heat exchangers 40, 42b, 43 and 41 and is provided with two expansions 9a, 9b, as well as two branch lines 56 and
  • bypass lines 56 and 59 may be opened or closed respectively by means of a three-way valve 45 and 54, allowing the refrigerant to bypass either of the two regulators 9b, 9a, so as to to be able to operate at least two heat exchangers, here the heat exchangers 41, 43, alternately in a cold source and in a hot source.
  • a thermal regulation system 10 comprises a climatic circuit 4 equipped with a compressor 8.
  • the compressor 8 sends the refrigerant first in a first portion of circuit 55 passing through a heat exchanger 42b, a pressure reducer 9b and a three-way valve 45.
  • the refrigerant first passes through the exchanger 42b and the expander 9b, or first passes through the exchanger 42b and then a bypass line 56 bypassing the expander 9b and ending in the three-way valve 45.
  • the refrigerant then flows through a second circuit portion 57, passing successively through a heat exchanger 43 and a heat exchanger 41 , then a three-way valve 54.
  • the refrigerant can then either return directly to the compressor 8 through a bypass portion 59, or pass through a third circuit portion 58, passing successively a regulator 9a, then a heat exchanger 40 before returning to the compressor 8.
  • the heat exchanger 40 is disposed in a passenger compartment 3 3 of the vehicle in order to allow heat exchange between the refrigerant of the circuit 4 and the air of the passenger compartment pulsed through the exchanger 40 by means of a fan 25.
  • the heat exchanger 43 is arranged at the outside of the passenger compartment 33 of the vehicle and is in contact with the air outside the vehicle, drawn through the exchanger by the vehicle advance and / or pulsed by means of a fan 24.
  • the exchangers 41 and 42b are disposed outside the passenger compartment 33, so as to allow a heat exchange between the refrigerant of the climate circuit 4 and a coolant circulating in other pipes of the thermal control system 10.
  • the thermal control system 10 comprises a set of interconnected pipes la, Ib, I c; 3a, 3b, 3c; 2a, 2b; 51a, 51b, 51c; 52a, 52b, 53a, 53b, 523 in which a same heat transfer liquid can circulate.
  • the pipe passes through the passenger compartment 33, in which it passes through a heat exchanger I the, allowing the exchange of calories between the coolant circulating in the pipe and the air of the passenger compartment drawn through the exchanger I on by the fan 25.
  • the pipe Ib is provided with a pump 5, which sends the coolant through a heat exchanger 42a, for exchanging calories between the liquid. coolant passing through the pipe, and the refrigerant of the climate circuit 4.
  • the pipe Ib joins the pipe la at a three-way valve 44 located between the exchangers 42a and 42b.
  • the pipes 1a and 1b are connected to each other and are connected to three other pipes 51a, 52a and 53a.
  • the three-way valve 44 makes it possible to connect the ends of the two or three of the pipes 1a,
  • a pipe 3a which can be opened or closed by means of a valve 32a, connects the pipe 51b at its inlet in the three-way valve 44, and upstream of the pump 5.
  • the pipe 51b connects the valve three 44 channels and a three-way valve 49, the latter valve connecting the ends of the pipes 51b, 2b and 3c.
  • the pipe 2b comprises a pump 7 adapted to propel the coolant of the three-way valve 49 to a heat exchange radiator 13 also located along the pipe 2b.
  • the radiator 13 allows heat exchange between the heat transfer liquid of the pipe 2b and the outside air to the vehicle drawn through the radiator 13 by the fan 24.
  • the radiator 13 may be provided with adjustable flaps 30, making it possible to avoid flow of air through the radiator, in order to improve the aerodynamics of the vehicle.
  • the pipe 3c is provided with a pump 6 adapted to propel the heat transfer liquid towards the three-way valve 49. On this pipe 3c, is disposed a PTC resistor 27a, for heating the heat transfer fluid through the pipe. Downstream of the PTC resistor 27a, the pipe 3c passes through the heat exchanger 41, allowing heat to be exchanged between the coolant passing through the pipe and the refrigerant of the climatic circuit 4.
  • the pipe 3c is connected to its upstream end by relative to the pump 6, by means of the pipe 53a, to the pipe Ib upstream of the pump 5.
  • the pipe 2b is connected at its upstream end with respect to the pump 7, by means of the pipe 52a, to the end of the pipe Ib upstream of the pump 5.
  • the pipe 3b connects the upstream end, relative to the pump 7 of the pipe 2b, and the pipe 51b.
  • the circulation of heat transfer liquid in the pipe 3b can be interrupted or authorized by a valve 32b.
  • the pipes 52a and 53a are connected substantially in their middle by a junction pipe 60.
  • the pipe 51 a connects, in order, the downstream end of the pipe 2b (relative to the pump 7 and the radiator 13) , the end of the pipe 3b opposite the three-way valve 49, the end of the pipe 3a opposite the three-way valve 44, and the upstream end, with respect to the pump 5, of the pipe I b.
  • On this pipe 51 a can be arranged a reservoir 50 adapted to contain a quantity of several liters of heat transfer liquid, so that the heat transfer liquid passes through the tank 50 when it flows in the pipe 5 1 a.
  • this tank will be thermally insulated on its outer surface, so as to avoid heat exchange between the heat transfer liquid contained in the tank and the outside of the tank, and will be disposed on the contrary so as to promote heat exchange between the coolant arriving and leaving the tank and the coolant present in the tank.
  • the pipe 2a is connected to the pipe 52a between the bypass portion 60 and the upstream of the pump 5.
  • the pipe I c is connected to the pipe 53a between the branch section 60 and upstream of the pump 5. At its other end, the pipe I c joins a three-way valve 46.
  • the pipe I c passes through a heat exchanger 11f, for conditioning a temperature battery power supply of the vehicle.
  • the pipe 5 1 c connects the three-way valve 44 and the three-way valve 46.
  • a three-way valve 48 is connected by a first channel to the line 3c, between the heat exchanger 41 and the three-way valve 49.
  • This three-way valve 48 is connected at the level of a second channel, through the pipe 52b, to the pipe 2b, between the pump 7 and the three-way valve 49.
  • This three-way valve 48 is further connected at its third channel, simultaneously with an inlet of the three-way valve 46 and an inlet of the three-way valve 47.
  • FIG. 11 illustrates an operating mode of the thermal regulation system of FIG. 13, which can be implemented when the vehicle is connected to an external electrical network in order to recharge its battery, and that the outside temperature is lower than that desired in the passenger compartment, for example in winter.
  • the climate circuit 4 is activated, the three-way valves 45 and 54 being positioned so as not to send refrigerant into the heat exchanger 40, nor through the condenser-evaporator 42a, nor through the expander 9a , but so, on the other hand, that the refrigerant passes through the expander 9b.
  • the heat exchanger 43 operates as a cold source for the climate circuit 4 and the exchanger
  • the refrigerant of the circuit 4 passes through the compressor 8, then gives calories to the condenser-evaporator 42b by liquefying, passes through the regulator 9b which lowers its pressure by vaporizing the refrigerant which then passes through the condenser-evaporator 43 where it vaporizes by taking heat from the outside air drawn by the fan 24, then passes through the condenser-evaporator 41 and takes a few extra calories from the heat transfer fluid in the pipe 3c, and returns to the compressor 8 through the three-way valve 54.
  • the pump 7 is inactive.
  • the valves 32a and 32b are closed.
  • the three-way valves 44, 46, 47, 48, 49 are positioned in such a way that the heat-transfer liquid passes only through the pipes 51b, Ib, 51a, 3c and 1a.
  • the circuit constituted by these pipes comprises two loops, a first loop constituted by the branch la and by the branch Ib, the circulation of fluid in this loop being ensured essentially by the pump 5, and a second loop formed by the branches 1a, 51b. a, 3c, 51b, the circulation of the coolant in this loop being provided essentially by the pump 6. It is conceivable to use only one of the two pumps 5 and 6 to propel the liquid in this double-loop.
  • the heat transfer fluid passing through this double-loop is heated at the level of the condenser-evaporator 42b by the calories taken by means of the climate circuit 4 on the air outside the vehicle.
  • This coolant can also be heated by operating parallel to the heat pump circuit 4, the PTC resistor 27.
  • Passing through the heat exchanger I through which the fan 25 draws air from the passenger compartment 33 the heat transfer liquid makes it possible to raise the air temperature of the passenger compartment to the desired level for the departure of the vehicle.
  • the calories thus collected by the climatic circuit 4, operating as a heat pump, are accumulated in the heat transfer liquid passing through the double-loop, which includes in particular the volume of coolant included in the tank 50.
  • FIG. 12 illustrates another mode of operation of the control system 10 of FIG. 13, which can be used after starting the vehicle, following a pre-conditioning step as described in FIG. 1. In FIG. 12 , the climate circuit 4 is deactivated.
  • the double circulation loop of the coolant constituted by the pipes 1a, 51a, 3b, 51b and 1b continues to be actuated as in FIG. 11 by the pumps 5 and 6, the fan being actuated according to the heating requirements.
  • the calories stored in this double-loop and in particular in the tank 50, are gradually released by means of the heat exchanger I to heat the air of the passenger compartment 33.
  • a second circulation of heat transfer liquid, independent of the circulation in the double-loop, is provided by the pump 7, which sends the heat transfer liquid through the radiator 13, through which the outside air passes through the vehicle drawn by the fan 24, then through pipes I c and 2a, so as to pass through the heat exchanger 11f and the heat exchanger 12, thereby simultaneously cooling the battery and the electric motor of the vehicle.
  • the three-way valves 46, 47, 48 and 49 are positioned so as to redirect thereafter to the pump 7 the heat transfer liquid having passed through the exchangers 11 and 12.
  • Section restrictions may for example be arranged on the pipes 52a and 53a. the place where these pipes meet the pipe Ib, so as to limit the risks of coolant leakage of the cooling circuit and delimited by the branches I c, 2a and 2b, in the double-storage loop delimited by the branches la , Ib and 3c. If these restrictions are correctly calibrated and the three-way valves 46, 47, 48 and 49 are in the appropriate position, two independent flows are established as in Figure 12, on the one hand, for the double-loop thermal storage and on the other hand, for the cooling circuit.
  • FIG. 13 illustrates a mode of operation of the control system 10 of FIGS. 11 and 12, when, after the system has passed through the operating modes of FIGS. 11 and 12, the temperature of the heat transfer liquid of the double thermal storage loop has fallen below a threshold temperature, this temperature no longer allowing to sufficiently heat the air of the passenger compartment 33 through the heat exchanger I l e .
  • the operating mode of FIG. 13 is comparable in principle to the operating mode described in FIG. 3.
  • the climatic circuit 4 is activated, and is in the same configuration as in FIG. 11, that is to say say that the condenser-evaporator 42b operates in a hot source and the condenser-evaporators 43 and 41 operate in cold sources.
  • the branches Ic, 2a and 2b continue to be independently supplied with heat transfer liquid by the pump 7 through the radiator 13.
  • the valve 32a is open and the three-way valves 44 and 49 are positioned in such a way that independent heat transfer fluid loop is established through the pipes 3c, 51b, 3a and 51a.
  • This loop which comprises the tank 50, is a heat storage loop containing a heat transfer liquid at a temperature higher than the outside temperature but lower, or slightly higher, than the air temperature of the passenger compartment.
  • This thermal storage loop serves as a reserve of calories as a cold source for the climate circuit 4 operating in heat pump. This improves the efficiency of the system compared to a heat pump that would directly use the outside air as a cold source.
  • the three-way valve 44 is positioned so as to allow the establishment of an independent circulation of heat transfer fluid in the pipes Ib and la, this circulation being provided by the pump 5.
  • This heat transfer fluid circulation loop actuated by the pump 5 makes it possible to transfer the calories received by the coolant at the condenser-evaporator 42b to the air of the passenger compartment through the heat exchanger I l e.
  • the temperature of this circulation loop remains higher than that of the cabin air.
  • the climate circuit 4 comprises two "stepped" cold sources, that is to say that the refrigerant first crosses the condenser-evaporator 43 traversed by the outside air, where it vaporizes in part by drawing calories on the outside air, then through the condenser-evaporator 41 where it continues to vaporize by drawing calories on the heat transfer liquid of the thermal storage circuit, the circulation is provided by the pump 6. It is possible to delay the cooling of the thermal storage circuit by actuating the CTP 27a resistance.
  • FIG. 14 illustrates another mode of operation of the thermal regulation system of FIGS. 11 to 13, which can be applied instead of the operating mode of FIG. 13, for example when the temperature of the heat transfer liquid passing through the storage circuit
  • the thermal pump operated by the pump 6, becomes sufficiently low to ensure sufficient cooling of the electric motor by means of the heat exchanger 12.
  • This operating mode is comparable to the operating mode described in Figure 4 of the first embodiment of the invention.
  • the pump 7 is inactive.
  • the climatic circuit 4 is in the same configuration as in FIG. 13.
  • the three-way valve 44 is positioned so as to allow independent circulation, provided by the pump 5, of a heating loop of the air of the passenger compartment. delimited by the pipes 1a and 1b.
  • the three-way valves 47 and 48 are positioned so as to allow the passage of a part of the coolant circulating at the pump 6 in the thermal storage circuit comprising the pipes 3a and 3c, in the branch 2a through the heat exchanger 12 temperature conditioning of the electric motor. It could also be considered to position the three-way valve 46 so as to also pass a portion of the heat transfer fluid of the thermal storage circuit in the I c branch and in the exchanger l l f temperature conditioning of the battery.
  • FIG. 15 illustrates a mode of operation of the regulation system 10 of FIGS. 1 to 14 which can be used in winter after having used one or more of the operating modes of FIGS. 11a and 14, and that the temperature of the heat transfer liquid present in the tank 50 becomes below a certain threshold.
  • This operating mode is similar in principle to the operating modes described in FIG. 5, that is to say that the climatic circuit 4 operates as a heat pump in the configuration described for example in FIG. feeds a heating circuit (or loop) of the cabin air limited to the pipes la and Ib.
  • the circulation of the coolant liquid is locally limited to this circuit because of the position of the three-way valve 44.
  • the valves three lanes 46, 47, 48 and 49 are positioned so as to exclude the tank 50 from the coolant circulation.
  • the valves 32a and 32b are closed. The position of the three-way valves 46,
  • the climatic circuit 4 operates as a heat pump whose cold sources are fed on the one hand at the level of the condenser-evaporator 43 by the air outside the vehicle, and on the other hand at the level of the condenser-evaporator 41 by the coolant. crossing the pipeline 3c.
  • the advantage of the configuration of FIG. 15 with respect to that of FIG. 14 is that the total volume of the heat transfer fluid of the circuit including condenser-evaporator 41 is smaller, which leads to a lower "dilution" of calories. recovered on the electric motor and on the battery.
  • FIG. 16 illustrates a mode of operation of the thermal control system of FIGS. 1-15, this time in summer, when the outside temperature is higher than the desired temperature in the passenger compartment.
  • This mode of operation can be implemented when the vehicle is stopped, connected to an external electrical network to recharge its battery.
  • the climate circuit 4 is this time configured to operate in air-conditioning mode vis-à-vis the passenger compartment 33.
  • the climate circuit 4 uses the condenser-evaporator 43 as a hot source and uses the evaporator condensers 40 and 42a cold source.
  • the three-way valve 54 is positioned to allow the passage of refrigerant in the portion 58 of the circuit comprising the expander 9a and the condenser-evaporator 40, and to prevent on the contrary the passage of refrigerant in the portion
  • the three-way valve 45 is positioned in such a way that the refrigerant bypasses the expansion valve 9b by the bypass portion 56.
  • the climatic circuit 4 rejects calories to the outside air of the vehicle drawn through the condenser-evaporator 43 by means of the fan 24.
  • the climate circuit 4 draws on the contrary calories, on the one hand, on the air of the passenger compartment 33 pulsed through the condenser-evaporator 40 by the fan 25, and secondly, on a thermal storage circuit, the circulation of the coolant in this thermal storage circuit being provided by the pump 5.
  • the storage circuit The heat pump comprises, in particular, the pump 5 and the tank 50.
  • the valve 32b is open, the valve 32a is closed, and the three-way valves 46, 47, 48, 49 are positioned so as to allow the circulation of the heat-transfer liquid in a double- loop formed on the one hand by the pipes Ib, 51b, 3b, 51a and on the other hand, by the pipes Ib, 51c, Ic and 53a.
  • the pipe passes through the heat exchanger 11f temperature conditioning of the battery.
  • the calories taken from the thermal storage circuit are used, on the one hand, to cool the heat-transfer liquid so as to have, after starting the vehicle, a reserve of "cold mass” restorable in particular to the air of the passenger compartment after starting the vehicle, and serve on the other hand, to cool the battery during charging. They also serve to lower the temperature of the passenger compartment to the desired level for the departure of the vehicle, through the heat exchanger 40.
  • FIG. 17 illustrates an operating mode of the thermal regulation system 10 of FIGS. 1 to 16, which can be used when the vehicle has just started after having performed a preconditioning step according to the operating mode described in FIG. FIG. 17, the climate circuit 4 is deactivated, and the valves and the pumps of the coolant piping are all exactly in the same configuration as in the operating mode described in FIG. 12.
  • these are frigories that are transferred to the air of the passenger compartment 33 when the coolant passes through the heat exchanger, instead of calories ceded in the operating mode of Figure 12.
  • the cold stored in the liquid heat transfer allows to cool the air of the passenger compartment without using any other electrical energy than that necessary to actuate the pump 5 and the fan 25 .
  • FIG. 17 illustrates an operating mode of the thermal regulation system 10 of FIGS. 1 to 16, which can be used when the vehicle has just started after having performed a preconditioning step according to the operating mode described in FIG. FIG. 17, the climate circuit 4 is deactivated, and the valves and the pumps of the coolant piping are all exactly in
  • the climate circuit 4 is activated in cooling mode, that is to say that it is in the same configuration as in FIG. 16, the evaporator condenser 40 operating as a cold source and cooling the air of the passenger compartment 33
  • the valve 32a is open, the valve 32b is closed.
  • the three-way valves 46, 47, 48 and 49 are positioned so as to establish three independent loops of coolant circulation.
  • the first loop comprises pipes Ib, 51c, Ic, 53a, the circulation of coolant in this loop is provided by the pump 5.
  • the calories are taken from this loop by the climate circuit 4 through the condenser-evaporator 42a and serve to cool the battery through the heat exchanger ll f.
  • the second loop comprises the pipes 2b, 52a, 2a, 52b, and the pipe between the three-way valves 47 and 48.
  • the heat transfer liquid circulation in this loop is provided by the pump 7.
  • the coolant passes through the radiator 13 where it is cooled by the outside air drawn by the fan 24, then the exchanger 12 for conditioning the temperature of the electric motor, before returning to the pump 7.
  • the third loop comprises the pipes 51b, 3a, 51a and 3c.
  • the flow of coolant in this loop is provided by the pump 6, and the heat exchange between this loop and the climate circuit 4 is through the condenser-evaporator 41.
  • the configuration of FIG. 18 can be of interest as long as the temperature of the heat transfer liquid present in the tank 50 remains lower than that of the heat transfer liquid passing through the radiator 13, or at the temperature of the air outside the vehicle.
  • the refrigerant vaporizes by taking heat from the condenser-evaporator 42a, passes through the compressor 8, passes through the condenser-evaporator 42b without significant heat exchange since the heat-transfer liquid does not flow in the pipe, and then the refrigerant is liquefied at the level of the condenser-evaporator 43 by yielding heat to the outside air pulsed by the fan 24, and can yield additional calories at the condenser-evaporator 41.
  • FIG. 19 illustrates a mode of operation of the thermal regulation system 10 of FIGS. 1 to 18, which can be used in summer, for example when, after going through the operating mode of FIGS. 16 to 18, the temperature of the heat transfer liquids present in the tank 50 has become greater than that of the air outside the vehicle.
  • the climate circuit 4 is in the cooling mode, that is to say in the same configuration as in FIG. 18, the valves 32a and 32b are closed, the three-way valves 46, 47, 48, 49 are positioned in such a way as to establish a single common heat transfer fluid circulation network, excluding the tank 50 and including the pipes I c, 2a, 3c, 2b.
  • the circulation of the coolant can be provided by the pumps 6 and 7 or by one of the two pumps.
  • the heat transfer liquid passes through the heat exchanger 12 of temperature conditioning of the engine, by the heat exchanger 11f of thermal conditioning of the battery, taking the calories released by the electric motor by the battery and also taking heat from the condenser -vaporator 41.
  • the coolant is then cooled through the radiator 13
  • the climatic circuit 4 has two hot sources: the condenser-evaporator 43 traversed by the outside air to the vehicle drawn by the fan 24, and condenser-evaporator 41 through which the coolant liquid passes. at a temperature a priori slightly higher than that of the outside air.
  • the second hot source constituted by the evaporator condenser 41 although being at a higher temperature than the air passing through the evaporator condenser 43, remains nevertheless interesting. to collect additional calories on the climate circuit 4.
  • the refrigerant is then vaporized by passing through the expander 9a and the condenser-evaporator 40 to cool the air of the passenger compartment 33 through this condenser-evaporator.
  • the refrigerant then passes through the condenser-evaporator 42b without significant heat exchange since the heat transfer liquid does not flow in the pipe l a.
  • FIGS. 20 and 21 describe an embodiment of the invention in which a climatic circuit 4 is this time provided with a compressor 8 and a single expander 9, as well as a condenser 42b operating as a hot source and three evaporators 40, 42a and 43 still operating in a cold source vis-à-vis the climate circuit 4.
  • the climatic circuit 4 comprises a hot half-loop 61 connecting the compressor 8 and the expander 9 and passing through the condenser 42b. Upstream of the inlet of the compressor 8, there is a three-way valve 66 connected to the expander 9 by two cold half-loops 62 and 63.
  • the fluid arriving from the expander 9 first passes through the evaporator 42a and then, depending on the position of the valve 66, passes through the half loop 62 through the evaporator 40, or passes through the half-loop 63 through the evaporator 43. Arriving from the half-loop 62 or the half-loop 63 , the refrigerant then passes through the three-way valve 66 and arrives at the compressor 8.
  • the evaporator 43 is heated by the outside air to the vehicle pulsed through the evaporator 43 by a fan 24.
  • the evaporator 40 is disposed inside the passenger compartment 33 of the vehicle and is traversed by the air of the passenger compartment pulsed by a fan 25.
  • the evaporator 42a and the condenser 42b are crossed by the pipes 71 and 72 of a network of pipes 70 able to transport the same heat transfer liquid, the circulation of the coolant in the pipe network 70 being provided by one or more of three pumps 5, 6 and 7.
  • a heat exchanger 12 for temperature conditioning an electric motor In the network of pipes are interposed, on three different pipes, a heat exchanger 12 for temperature conditioning an electric motor, a heat exchanger 1 I f for temperature conditioning a battery of electric accumulator, and a radiator 13 of thermal exchange between the coolant and the air outside the vehicle.
  • the radiator 13 is crossed by the outside air pulsed by the fan 24, and is provided with movable flaps 30.
  • valves 32a and 32b for interrupting or restoring the circulation of heat transfer liquid in the pipe.
  • At five nodes of the network of pipes there are three-way valves 64, 65, 67, 68, 69 which make it possible to establish circulation loops of the coolant, the circulation loops being able to be coupled or decoupled.
  • the pump 5 is on the pipe 71 upstream of the evaporator 42a, the pump 6 is on the pipe 72 upstream of the condenser 42b, the pump 7 is on another pipe upstream of the radiator 13.
  • the three-way valve 66 of the climate circuit 4 is positioned to send the refrigerant in the half-loop 63.
  • the refrigerant does not circulate in the half-loop 62 through the passenger compartment.
  • heat transfer liquid circulation loop is established between the pump 6, the condenser 42b and a heat exchanger I the disposed inside the passenger compartment 33. On this circulation loop is also arranged a CTP 27b resistor, which is here inactive .
  • the calories taken from the refrigerant circuit 4 by the condenser 42b are transferred to the air of the passenger compartment drawn through the exchanger I by the fan 25. These calories are taken by the climate circuit 4, on the one hand, at the level of the evaporator 43 in contact with the air outside the vehicle, and, secondly, on the evaporator 42a in which passes heat transfer liquid arriving from three coupled circulation loops. One of these loops passes through the heat exchanger 12 for temperature conditioning of the engine, the other passes through the heat exchanger 11f for temperature conditioning of the battery, and the third passes through a tank 50 for storing the heat transfer liquid.
  • the 20 is a winter mode of operation which makes it possible to heat the temperature of the passenger compartment by recovering the calories released by the electric motor and the battery, and by taking advantage of the calories previously stored in the vehicle. heat transfer liquid present in particular in the tank 50.
  • the flaps 30 of the radiator 13 can be opened or closed, and the fan 24 could be activated or deactivated in order to use only the evaporator 42a. in a cold source or simultaneously use the evaporators 42a and 43 in a cold source.
  • Figure 21 describes an operating mode of the thermal control system 10 of Figure 20, which can be used in summer when the desired temperature in the passenger compartment is lower than the temperature outside the vehicle.
  • This operating mode can be used after having performed a pre-conditioning step of the system, for example while the vehicle is connected to an external electrical network in order to recharge its battery, and lowered the temperature of the heat transfer liquid present in the tank. 50 at a temperature below the temperature outside the vehicle.
  • the pump 7 is active, the valve 32b is closed, the valve 32a is open and the three-way valves 64, 65, 67, 68, 69 are configured to establish an independent circulation loop of heat transfer fluid from the pump 7 to the heat exchanger 12 of temperature conditioning of the engine, then to the radiator 13 exchange with the air outside the vehicle.
  • the flaps of the radiator 30 are open and the fan 24 draws outside air through the radiator 13.
  • the three-way valves are also positioned so as to allow the establishment of another independent loop for the circulation of the coolant, ranging from the pump
  • Another heat transfer liquid independent circulation loop is established from the pump 5 via a resistance CTP 27, then by the evaporator 42a, then by the heat exchanger 11f for temperature conditioning of the battery, before returning to the pump 5.
  • the valve 66 of the climate circuit 4 is positioned to send the refrigerant through the half-loop 62 and the passenger compartment 33, that the refrigerant passes through the evaporator 40, after being first passed through the evaporator 42a.
  • the refrigerant does not circulate in the half-loop 63 nor in the evaporator 43.
  • the refrigerant, after passing through the expander 9, partially vaporizes in the evaporator 42a by lowering the temperature of the coolant of the circulation loop passing through the heat exchanger 11f temperature conditioning of the battery.
  • the refrigerant then continues to vaporize by lowering the air temperature of the passenger compartment 33 pulsed by the fan 25 through the evaporator 40, thus lowering the air temperature of the passenger compartment, returns to the compressor 8.
  • the compressor 8 returns the higher pressure refrigerant to the condenser 42b, where the refrigerant liquefies by yielding the calories it has stored to the "pre-cooled” heat transfer fluid through the storage tank 50.
  • electric motor is therefore cooled independently of the operation of the climate circuit 4, and the air of the passenger compartment and the battery are cooled by means of the climatic circuit 4 whose performance is improved thanks to the frigories stored in the coolant passing through the tank 50 and the condenser 42b.
  • This configuration can be of particular interest when the temperature of the coolant present in the tank 50 is greater than the desired air temperature in the habitable space, but nevertheless lower than the temperature of the coolant passing through the radiator 13.
  • the invention is not limited to the embodiments described, and may be subject to many variants.
  • Other elements of the vehicle, in particular other electrical components may have heat exchanger or condenser-evaporator temperature conditioning.
  • the invention can be applied to an exclusively electric propulsion vehicle, to a hybrid vehicle, or even to a vehicle having a heat engine, in order to reduce the total consumption of energy and therefore the fuel consumption of this vehicle. .
  • Many other modes of operation can be applied including for the systems described in Figures 1 to 21.
  • the step of recharging the battery can be accompanied by a starting up a climate circuit in an air-conditioning mode, in order to cool heat-exchange liquid circulating through a heat exchanger for temperature conditioning of the battery. This prevents overheating of the battery during the recharging phase, and avoids consuming additional energy, either to store calories and frigories in a larger volume of coolant, or to condition in temperature the air of the passenger compartment.
  • the heat transfer liquid may be more generally replaced by a heat-exchange fluid capable of changing phase.
  • the thermal regulation system makes it possible to manage the temperatures of both the passenger compartment and the engine compartment, by optimizing the recovery potential between the passenger compartment and the engine, calories or frigories by the heat pump, and maximizing the efficiency of the heat pump.
  • the system also allows to store in the form of specific heat, before starting the vehicle, a certain amount of calories or frigories that will not, therefore, taken from the energy of the vehicle. drums. This improves both the total energy consumed and the autonomy of the vehicle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

ABREGE DESCRIPTIF Système de régulation thermique globale pour véhicule automobile à propulsion électrique. Un système (10) de régulation thermique de l'habitacle(33)et des organes électriques d'un véhicule automobile propulsé totalement ou partiellement par un moteur électrique alimenté par une batterie, comprendun circuit (3) de fluide de régulation thermique couplé à un moyen de chauffage (27) et/ou à un moyen de refroidissement (4) le rendant apte à emmagasiner des calories ou des frigories lorsque le système (10) est branché sur un réseau électrique extérieur au véhicule. Ce circuit de fluide estapte à céder des calories et/ou des frigories à l'air de l'habitacle (33), de manière alternée,soitau travers d'un échangeur thermique (11c, 11f) entre le circuit et l'air de l'habitacle, soit par l'intermédiaire d'un circuit climatique (4) formant pompe à chaleur et/ou systèmede climatisation. Référence: figure 3

Description

Système de régulation thermique globale pour véhicule automobile à propulsion électrique.
La présente invention concerne un dispositif de régulation thermique de l'habitacle d'un véhicule automobile, notamment de type électrique ou hybride.
Comme pour les véhicules automobiles à moteur thermique, les véhicules automobiles électriques ou hybrides doivent intégrer un système de conditionnement en température de l'air de l'habitacle. Ces systèmes de conditionnement permettent d' assurer le confort des passagers ainsi que des fonctions supplémentaires telles que le désembuage et le dégivrage des surfaces vitrées. Les véhicules à propulsion électrique doivent aussi intégrer des systèmes de régulation en température, qui régulent la température des accessoires tels que chargeurs, calculateurs et composants électroniques, et la température du moteur électrique (qui doit rester aux environs de 200C lorsqu'il est sollicité, et ne pas dépasser 500C) et la température de la batterie (qui risquerait autrement de monter à des températures élevées lors de cycles de recharge rapide, alors que sa plage de fonctionnement se trouve par exemple entre - 100C et 35°C).
Le fonctionnement des systèmes de conditionnement de véhicules thermiques utilise une quantité d' énergie importante "fatalement dissipée" sous forme de chaleur, et qui n'est disponible dans les véhicules électriques, ou même hybrides, dans la mesure où dans ces derniers, le moteur thermique peut être arrêté sur des durées importantes.
Les solutions actuelles, mises en œuvre dans les véhicules à moteur thermique, conduiraient à utiliser des éléments résistifs à coefficient de température positif (ou CTP, qui sont des résistances autorégulées évitant les risques de surchauffe) ou à utiliser un brûleur de carburant pour produire de l' énergie thermique, et un système de climatisation conventionnel pour produire de l' air frais dans l'habitacle. Cependant, un brûleur de carburant présente les inconvénients d' être polluant, bruyant et de nécessiter un remplissage en carburant, tandis que les éléments CTP ou les systèmes de climatisation conventionnels sont consommateurs d' électricité. De plus, les systèmes de chauffage/refroidissement sont dissociés et ne fonctionnent qu'une partie de l' année, ce qui implique un coût important et une modification du comportement conducteur, que ce soit en hiver (avec le remplissage en combustible de chauffage éventuel) ou l ' été (avec la diminution de l' autonomie du véhicule due à la consommation électrique du système de climatisation).
Il existe actuellement des dispositifs de régulation de la température de l'habitacle permettant d' assurer les fonctions de chauffage et de climatisation, tels que ceux décrits par exemple dans les documents EP 1 302 731 ou bien encore FR 2 850 060. Cependant, ces systèmes restent consommateurs d' énergie, et diminuent donc l' autonomie du véhicule.
La demande de brevet FR 2 709 097 propose un dispositif de régulation incluant un accumulateur d'énergie sous forme de chaleur massique, qui peut fonctionner soit en accumulateur de chaleur, soit en accumulateur de frigories. Cet accumulateur est préchauffé ou prérefroidi en utilisant l'énergie d'un réseau électrique extérieur au véhicule en même temps que l'on charge la batterie, par exemple en utilisant la chaleur dégagée par la batterie pour le préchauffage. Cependant, la configuration du système permet d'utiliser l'accumulateur uniquement pour conditionner la température de l'air de l'habitacle, et dans la mesure où la température de l'accumulateur présente une différence de température suffisante avec l'habitacle pour assurer les échanges thermiques escomptés.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en améliorant la régulation thermique de l'habitacle d'un véhicule automobile, notamment en terme de consommation d' énergie, afin de préserver l' autonomie du véhicule. Un autre but de l'invention est d' assurer le contrôle en température des organes électriques de manière à augmenter leur rendement et leur durée de vie.
L'invention a pour objet un système de régulation thermique de l'habitacle et des organes électriques d'un véhicule automobile, propulsé totalement ou partiellement par un moteur électrique alimenté par une batterie, le système comprenant un circuit de fluide de régulation thermique couplé à un moyen de chauffage et/ou à un moyen de refroidissement le rendant apte à emmagasiner des calories ou des frigories lorsque le système est branché sur un réseau électrique extérieur au véhicule. Le circuit de fluide est apte à céder des calories et/ou des frigories à l'air de l'habitacle, de manière alternée soit au travers d'un échangeur thermique entre le circuit et l'air de l'habitacle, soit par l'intermédiaire d'un circuit climatique formant pompe à chaleur et/ou système de climatisation.
De manière préférentielle, le système comprend :
-un premier circuit autonome de fluide de régulation thermique de l'habitacle, alimenté par une première pompe et traversant un premier échangeur thermique permettant de conditionner en température un flux d'air entrant dans l'habitacle, ou permettant de conditionner en température la batterie,
-un deuxième circuit autonome de fluide de régulation thermique du moteur, alimenté par une deuxième pompe, traversant un radiateur d'échange thermique avec l'air extérieur au véhicule, et traversant un deuxième échangeur thermique de conditionnement en température du moteur,
-un troisième circuit de fluide de stockage thermique, qui peut être alternativement connecté au premier circuit et/ou être connecté à l'échangeur thermique de conditionnement en température du moteur, et qui peut à d'autres moments constituer une boucle autonome séparée de circulation de fluide,
- un circuit climatique formant pompe à chaleur et/ou système de climatisation, apte à prélever par un premier condenseur- évaporateur des calories ou frigories sur le troisième circuit de fluide, et à céder ces calories/frigories par un deuxième condenseur- évaporateur au premier circuit de fluide,
- au moins un élément de chauffage électrique relié soit au premier circuit de fluide, soit au troisième circuit de fluide, et permettant d'élever de plusieurs dizaines de degrés Celsius la température du troisième circuit, ou la température des deux circuits connectés entre eux.
Avantageusement, le système comporte au moins trois vannes trois voies ou trois dispositifs équivalents, permettant notamment d'interrompre les échanges de fluide entre le premier circuit et le troisième circuit, et permettant en même temps d'obtenir alternativement les configurations suivantes, consistant à :
-soit établir une circulation de fluide entre l'échangeur thermique de conditionnement en température du moteur, le premier condenseur-évaporateur, et le troisième circuit de fluide,
- soit établir une circulation de fluide entre le radiateur d'échange thermique avec l'air extérieur au véhicule et le premier condenseur-évaporateur, la circulation de fluide de ces deux éléments étant alors isolée du troisième circuit de fluide,
- soit établir une circulation de fluide entre le radiateur d'échange thermique avec l'air extérieur au véhicule, l'échangeur thermique de conditionnement en température du moteur et le premier condenseur-évaporateur, la circulation de fluide de ces trois éléments étant alors isolée du troisième circuit de fluide.
Selon une variante de réalisation préférée, les vannes permettent également d'interrompre ou de rétablir la circulation de fluide entre le deuxième et le troisième circuit.
Le troisième circuit peut comprendre une vanne et une canalisation de by-pass permettant d'exclure le premier condenseur- évaporateur de ce circuit, ou peut comprendre plusieurs vannes et plusieurs canalisations de by-pass permettant d'exclure au choix un ou plusieurs condenseurs-évaporateurs de ce circuit.
De manière avantageuse, le système peut comporter un capteur de température d'air extérieur, un capteur thermique disposé au niveau du premier circuit de fluide ou dans l'habitacle du véhicule, un capteur thermique disposé au niveau du deuxième circuit de fluide ou au niveau du moteur, et un capteur thermique disposé au niveau du troisième circuit de fluide. Préférentiellement, le volume du fluide compris dans le troisième circuit est supérieur au volume de fluide compris dans le premier circuit et au volume de fluide compris dans le deuxième circuit.
Le troisième circuit de fluide peut comporter un échangeur thermique avec un moyen d'accumulation thermique tel qu'un accumulateur thermique à transformation de phase.
Selon un autre aspect, l'invention a pour objet un procédé de régulation thermique de l'habitacle et des organes électriques d'un véhicule automobile propulsé totalement ou partiellement par un moteur électrique alimenté par une batterie. Le procédé est mis en œuvre au moyen d'un dispositif comprenant un circuit de canalisations de fluide de régulation thermique, couplé à un moyen de chauffage et/ou à un moyen de refroidissement. Le procédé comprend les étapes consistant à :
- emmagasiner des calories ou des frigories dans le circuit de fluide lorsque le véhicule est branché sur un réseau électrique extérieur au véhicule, notamment en vue de recharger sa batterie,
- fournir ensuite des calories (respectivement, des frigories) à l'air de l'habitacle à partir du circuit de fluide, dans un premier temps au travers d'un échangeur thermique entre le circuit et l'air de l'habitacle, puis par l'intermédiaire d'un circuit climatique formant pompe à chaleur et/ou système de climatisation.
De manière préférentielle, pour mettre en œuvre le procédé, le véhicule est équipé de :
-un premier circuit autonome de fluide de régulation thermique de l'habitacle, alimenté par une première pompe et traversant un premier échangeur thermique permettant de conditionner en température un flux d'air entrant dans l'habitacle, ou permettant de conditionner en température la batterie,
-un deuxième circuit autonome de fluide de régulation thermique du moteur, alimenté par une deuxième pompe, traversant un radiateur d'échange thermique avec l'air extérieur au véhicule, et traversant un deuxième échangeur thermique de conditionnement en température du moteur,
-un troisième circuit de fluide de stockage thermique, qui peut être alternativement connecté au premier circuit et/ou être connecté à l'échangeur thermique de conditionnement en température du moteur, et qui peut à d'autres moments constituer une boucle autonome séparée de circulation de fluide,
- un circuit climatique formant pompe à chaleur et/ou système de climatisation, apte à prélever par un premier condenseur- évaporateur des calories/frigories sur le troisième circuit de fluide, et à céder ces calories/frigories par un deuxième condenseur-évaporateur au premier circuit de fluide;
Et le procédé comprend les étapes suivantes :
-avant le démarrage du véhicule, on utilise l'énergie d'un réseau électrique externe au véhicule pour accumuler, à l'aide de l'élément de chauffage ou à l'aide du circuit climatique, des calories
(respectivement, des frigories) dans le troisième circuit de fluide de stockage thermique, éventuellement relié au premier circuit, en élevant
(respectivement, en abaissant) la température de ce circuit par rapport à la température de l'air extérieur au véhicule,
-après le démarrage du véhicule, on inactive le circuit climatique, on relie le troisième circuit au premier circuit et/ou à l'échangeur thermique de conditionnement en température du moteur, et on utilise les calories (respectivement, les frigories) emmagasinées dans le troisième circuit de fluide pour conditionner en température l'habitacle plus, éventuellement, le moteur et/ou la batterie,
-quand la température du fluide du troisième circuit franchit un écart minimum de différence avec la température de l'air de l'habitacle, on découple la circulation de fluide entre le premier circuit et le troisième circuit, et on fait fonctionner la pompe à chaleur ou le système de climatisation d'abord entre le premier circuit ou l'habitacle et le troisième circuit, puis entre le premier circuit ou l'habitacle et au moins une partie du deuxième circuit, la circulation de fluide des canalisations propres au troisième circuit étant alors désactivée. Selon un mode de mise en œuvre préféré, on compare entre elles la température de l'air extérieur, une température au niveau de l'échangeur thermique du moteur, une température dans l'habitacle du véhicule, et une température du troisième circuit de fluide, pour décider les modalités de connexion des premier, deuxième et troisième circuit de fluide, et pour décider du mode de fonctionnement ou de l'absence de fonctionnement du circuit climatique.
D ' autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l' examen de la description détaillée de quelques modes de réalisation donnés à titre d' exemples non limitatifs et illustrés par les figures annexées sur lesquelles :
la figure 1 illustre un système de régulation thermique suivant l'invention, dans un premier mode de fonctionnement d'hiver ;
- la figure 2 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 , dans un second mode de fonctionnement d'hiver ;
la figure 3 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 , dans un troisième mode de fonctionnement d'hiver ;
la figure 4 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 , dans un quatrième mode de fonctionnement d'hiver ;
la figure 5 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 , dans un cinquième mode de fonctionnement d'hiver ;
la figure 6 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 , dans un premier mode de fonctionnement d'été ;
- la figure 7 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 , dans un second mode de fonctionnement d'été ; la figure 8 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 , dans un troisième mode de fonctionnement d'été ;
la figure 9 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 , dans un quatrième mode de fonctionnement d'été ;
la figure 10 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 , dans un cinquième mode de fonctionnement d'été ;
- la figure 1 1 illustre un autre système de régulation thermique selon l'invention, dans un premier mode de fonctionnement d'hiver ;
la figure 12 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 1 , dans un second mode de fonctionnement d'hiver ;
la figure 13 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 1 , dans un troisième mode de fonctionnement d'hiver ;
la figure 14 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 1 , dans un quatrième mode de fonctionnement d'hiver ;
la figure 15 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 1 , dans un cinquième mode de fonctionnement d'hiver ;
- la figure 16 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 1 , dans un premier mode de fonctionnement d'été ;
la figure 17 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 1 , dans un second mode de fonctionnement d'été ;
la figure 18 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 1 , dans un troisième mode de fonctionnement d'été ; la figure 19 illustre le système de régulation thermique de la figure 1 1 , dans un quatrième mode de fonctionnement d'été ;
la figure 20 illustre un troisième système de régulation thermique suivant l'invention, dans un de ses modes de fonctionnement d'hiver ; et
la figure 21 illustre le système de régulation thermique de la figure 20, dans un de ses modes de fonctionnement d'été.
Sur les figures 1 à 21 , le pictogramme "flocon de neige"
(respectivement "soleil") à côté du n° de la figure rappelle que le mode de fonctionnement représenté est un mode de fonctionnement d'hiver (respectivement, un mode de fonctionnement d'été).
Tel qu'illustré sur la figure 3 , un système de régulation thermique suivant l'invention comprend un circuit climatique 4 et trois circuits autonomes de fluide 1 , 2, et 3 parcourus tous trois par un même liquide caloporteur, par exemple de l'eau glycolée. Le circuit climatique 4 comprend deux demi-boucles 28 et 29 de canalisations parcourues par un fluide frigorigène, par exemple un dérivé fluoré et/ou chloré du méthane ou de l'éthane (fréon), un hydrocarbure, l'ammoniaque, le dioxyde de carbone, etc.
Par convention, sur les figures 1 à 21 , des portions de canalisations représentées en fond blanc schématisent des canalisations où la circulation de fluide est interrompue.
Par convention, sur les figures 1 à 21 , des portions de canalisations aptes à transporter un même type de fluide (soit fluide frigorigène, soit liquide caloporteur), dont la largeur est en fond noir ou est hachurée (les hachures pouvant être des pointillés) schématisent des canalisations où un fluide circule. Le fond noir, ou chaque type de hachures, symbolisent alors chacun une température de fluide différente. Deux canalisation transportant deux fluides de nature différente, et représentées avec le même fond noir, ou avec le même type de hachures, ne sont cependant pas nécessairement à la même température. Les demi-boucles 28 et 29 sont reliées d'un côté par un détendeur 9, et de l'autre côté par un compresseur 8, auquel elles sont connectées par une vanne d'inversion 14. La demi-boucle 28 traverse un premier condenseur-évaporateur 41. La demi-boucle 29 traverse un second condenseur évaporateur 42. Les flèches le long du circuit 4 indiquent le sens de circulation du fluide frigorigène. Le fluide frigorigène traverse le compresseur toujours dans le même sens, soit de la gauche vers la droite sur l'illustration de la figure 3. En fonction de la position de la vanne d'inversion 14, le fluide frigorigène peut parcourir le circuit 4 dans le sens horaire ou dans le sens anti-horaire.
De manière classique, le fluide frigorigène se vaporise après avoir traversé le détendeur 9, en prélevant de la chaleur sur le condenseur-évaporateur qu'il traverse alors, ici le condenseur- évaporateur 41 , qui fait office de source froide vis-à-vis du fluide caloporteur que l'on cherche à refroidir. Le compresseur 8 aspire le fluide vaporisé et le refoule vers le condenseur-évaporateur de l'autre demi-boucle où il se condense en cédant de la chaleur, ici le condenseur évaporateur 42, qui fait office de source chaude vis-à-vis du fluide caloporteur que l'on cherche à réchauffer.
Le compresseur 8 peut être entraîné par le moteur électrique du véhicule, ou bien être muni de son propre moteur électrique, ou bien être un compresseur hybride, ou bien être un compresseur entraîné par un moteur thermique du véhicule.
Le premier circuit autonome de fluide 1 comprend une pompe 5 qui envoie le fluide au travers d'un clapet antiretour 26 vers un condenseur-évaporateur 42. Après avoir traversé le condenseur- évaporateur 42, le liquide caloporteur passe par une vanne trois voies 15 soit vers une branche de chauffage I c, soit vers une branche de refroidissement I f. Les branches I c et I f se rejoignent ensuite pour ramener le liquide caloporteur vers la pompe 5. Les flèches disposées le long des canalisations du circuit 1 indiquent le sens de circulation du liquide caloporteur. Chacune des branches I c et I f comportent un échangeur thermique respectivement I l e et l l f, situés tous deux à l'intérieur d'un habitacle 33 du véhicule, et permettant de transférer des calories, respectivement des frigories, du circuit 1 de liquide caloporteur vers l'air de l'habitacle. Afin d' améliorer les échanges thermiques entre le circuit 1 et l' air de l'habitacle, un ventilateur 25 permet de puiser l' air de l'habitacle au travers des échangeurs thermiques I l e et l l f.
L'utilisation de deux échangeurs séparés pour le chauffage et pour le refroidissement permet de limiter les problèmes d' embuage de vitres qui peuvent notamment avoir lieu si on envoie du liquide caloporteur chaud dans un échangeur qui a précédemment servi à refroidir l'habitacle et sur lequel s' est condensée de l' eau.
Dans la configuration de la figure 3 , le condenseur-évaporateur 42 qui fait office de source chaude pour le circuit climatique 4 transfère des calories au liquide caloporteur qui est ensuite envoyé vers l' échangeur thermique I l e afin de réchauffer l' air de l'habitacle. Un élément de chauffage CTP 27 est disposé sur le trajet du circuit 1 de manière à pouvoir réchauffer le liquide caloporteur de ce circuit en plus ou indépendamment des calories apportées par les condenseurs- évaporateurs 42. Cet élément CTP est inactif sur la figure 3. Il peut, suivant les variantes de réalisation, être remplacé par un autre dispositif de chauffage, par exemple par une pompe à chaleur (non représentée). Le deuxième circuit de régulation thermique 2 comprend une pompe 7 qui envoie le liquide caloporteur au travers d'une vanne trois voies 18 vers un échangeur thermique 12 permettant de conditionner en température un moteur électrique, par exemple un moteur électrique servant à propulser le véhicule, et/ou permettant, suivant d'autres variantes de réalisation, de conditionner en température tout autre composant électrique ou électronique (chargeur, batterie d'accumulateurs, composant électronique de puissance).
Le liquide caloporteur est alors dirigé de cet échangeur thermique 12 vers un radiateur 13 comportant un échangeur thermique entre le liquide caloporteur et l' air qui traverse ce radiateur, un ventilateur 24 permettant de puiser l' air au travers du radiateur, et un système de volets 30 permettant de limiter le débit d' air au travers du radiateur et d' améliorer ce faisant l' aérodynamisme du véhicule. Le troisième circuit de régulation thermique 3 comprend une pompe 6 qui envoie le liquide caloporteur au travers du condenseur- évaporateur 41 , par l'intermédiaire duquel le troisième circuit 3 peut échanger des calories ou des frigories avec le circuit climatique 4.
Après avoir traversé le condenseur-évaporateur 41 , le liquide caloporteur traverse une vanne trois voies 17, puis une vanne trois voies 16, et est réinjecté dans la pompe 6. Une canalisation de dérivation 31 , qui peut être ouverte ou fermée au moyen d'une vanne 32, permet d' amener le liquide calorifique directement de l' amont de la pompe 6 à un point situé entre les deux vannes trois voies 16 et 17, sans passer ni par la pompe 6 ni par le condenseur-évaporateur 41.
Sur les circuits de régulation 2 et 3 , comme sur le circuit de régulation 1 , les sens de circulation du liquide caloporteur sont indiqués par les flèches disposées le long des canalisations. Une canalisation 19 est disposée entre la vanne trois voies 16 du circuit 3 et l'amont du condenseur-évaporateur 42 du circuit 1 .
Ainsi, suivant les configurations de la vanne trois voies 16, le liquide caloporteur arrivant en amont de cette vanne 16 peut se diriger soit directement vers la pompe 6, soit au travers du condenseur- évaporateur 42, de la vanne trois voies 15 , de l'un des deux échangeurs thermiques I l e ou l l f, avant de retourner enfin vers la pompe 6, au travers d'une canalisation 20 disposée en aval des branches I c et I f du circuit 1 , et disposée entre l' amont de la pompe 5 et l'amont de la pompe 6.
Une restriction de section 21 peut être disposée sur le circuit 3 entre la vanne trois voies 16 et la canalisation 20, afin d'assurer un équilibrage des débits de fluides entre les différents circuits de fluide caloporteur.
Une canalisation 22 est disposée entre la vanne trois voies 17 du circuit 3 et la vanne trois voies 18 du circuit 2. Cette canalisation permet à tout ou partie du liquide caloporteur venant du condenseur- évaporateur 41 de s ' écouler vers l' échangeur thermique 12 servant au conditionnement en température du moteur électrique. Une canalisation 23 relie l' aval de l' échangeur thermique 12 du moteur électrique à l' amont de la pompe 6 du circuit 3. Cette canalisation 23 permet à tout ou partie du liquide caloporteur provenant de l' échangeur thermique 12 du moteur de s ' écouler au travers de la pompe 6. Dans la configuration décrite à la figure 3 , les vannes trois voies 16, 17 et 18 sont positionnées de manière à n'autoriser la circulation de liquide caloporteur ni dans le canalisation 19, ni dans la canalisation 22. Une circulation indépendante de liquide caloporteur s' établit alors pour chacun des circuits 1 , 2 et 3 , sans passage de liquide caloporteur ou avec un passage minimal de liquide caloporteur dans les canalisations 20 et 23.
En effet, la circulation de fluide dans les canalisations 20 et 23 se faisant entre le circuit 1 et le circuit 3 , respectivement entre le circuit 2 et le circuit 3 , on tendrait par exemple à augmenter la quantité totale de liquide présente sur le circuit 3 , ce qui n' est pas permis par la construction de ce circuit et par l'incompressibilité du liquide.
Dans la configuration de la figure 3 , le circuit de régulation thermique 2 fonctionne comme un circuit de refroidissement classique d'un moteur, électrique ou non, la pompe 7 faisant circuler le liquide caloporteur successivement dans l' échangeur thermique 12 de conditionnement du moteur, et dans le radiateur 13 d'échange thermique avec l' air extérieur au moteur. Des calories cédées par le moteur au liquide caloporteur au niveau de l' échangeur 12 peuvent donc ensuite être cédées par le liquide caloporteur à l' air extérieur puisé par le ventilateur 24, au niveau du radiateur 13. Les volets 30 du radiateur sont ouverts.
Le circuit 1 fonctionne en circuit de chauffage, amenant les calories de deux sources chaudes qui sont le condenseur-évaporateur 42 et éventuellement la résistance CTP 27, à l' échangeur thermique
I l e traversé par l' air de l'habitacle 33 puisé par le ventilateur 25. Sur l'exemple de réalisation de la figure 3 , la CTP 27 est inactive. Le liquide caloporteur du circuit 1 est propulsé par la pompe 5. Le circuit de régulation 3 sert sur la figure 3 , de source froide au travers du condenseur-évaporateur 41 , des calories étant prélevées par le circuit climatique 4 sur le circuit de régulation 3 pour être ensuite cédées au circuit 1 au niveau du condenseur-évaporateur 42. Le circuit climatique 4 fonctionne donc en pompe à chaleur. Le rendement d'une telle pompe à chaleur est d' autant plus intéressant que la différence de température entre la source froide, c'est-à-dire la température du liquide caloporteur parcourant le circuit 3 , et la source chaude, c 'est-à-dire la température de liquide caloporteur parcourant le circuit 1 , est faible.
Nous allons maintenant décrire, en référence aux figures 1 à 10, différents modes de fonctionnement du système de régulation 10 de la figure 3. On retrouve, sur les figures 1 à 10, des éléments communs à la figure 3 , les mêmes éléments portant alors les mêmes références.
Dans le mode de fonctionnement décrit sur la figure 1 , le véhicule (non représenté) est branché sur un réseau électrique extérieur (non représenté) en vue de recharger la batterie électrique (non représentée). L ' énergie du réseau électrique est également utilisée pour élever la température du liquide caloporteur du circuit 1 au moyen de la résistance CTP 27. Les vannes 16 et 17 sont placées de manière à interconnecter entre eux le circuit 1 et le circuit 3 , en isolant ces circuits 1 et 3 du circuit 2. Le liquide caloporteur circule donc dans les circuits 1 , 3 et dans les canalisations 19 et 20.
Le circuit climatique 4 est inactif, de même que le circuit 2 et sa pompe 7. La vanne 15 est positionnée de manière à ce que le liquide caloporteur soit envoyé dans l' échangeur thermique I l e et que la circulation du liquide caloporteur soit interrompue dans l' échangeur l l f. La circulation du liquide caloporteur est assurée par les pompes 5 et/ou 6. Les calories produites par la résistance CTP et véhiculées par le liquide caloporteur traversant l'échangeur I l e, permettent d'élever la température de l'habitacle en actionnant le ventilateur 25. Une fois que la température souhaitée de l'habitacle est obtenue, le ventilateur 25 peut être désactivé, et/ou remis en route par intervalles de temps pour maintenir la température de l'habitacle à sa valeur de consigne. Pendant ce temps, la température du liquide caloporteur contenu dans les circuits 1 et 3 continue à être réchauffée par l'élément CTP par exemple jusqu' à une température déterminée par la température d' ébullition du liquide et/ou par les résistances thermiques des canalisations. Grâce à la chaleur massique élevée du liquide caloporteur et au volume conséquent de liquide contenu dans les circuits 1 et 3 , notamment dans le circuit 3 , on emmagasine ainsi sous forme de chaleur massique, une quantité d' énergie qui n' aura pas à être prélevée sur la batterie pour chauffer l'habitacle. Le circuit 3 peut être muni d'un réservoir de liquide caloporteur (non représenté), c'est- à-dire un volume de stockage permettant de stocker localement sur une longueur linéaire donnée, l'équivalent de plusieurs longueurs équivalentes de canalisation du circuit. Ce réservoir peut être isolé thermiquement. L'ajout d'un tel réservoir permet d'augmenter la quantité totale de liquide du circuit 3. L'isolation thermique de la surface extérieure du réservoir permet, avec une surface d'isolation réduite, de limiter de manière sensible les pertes thermiques du liquide par unité de volume du liquide. Certaines portions de canalisations du circuit 3 , ou des autres circuits de liquide caloporteur, peuvent également être isolées thermiquement.
Une fois que le système de régulation thermique 10 a été préconditionné en température, par exemple suivant le mode de fonctionnement correspondant à la figure 1 , le véhicule peut être débranché du réseau électrique extérieur et peut commencer à rouler en plaçant le système de régulation thermique 10 dans la configuration correspondant à la figure 2. Dans cette configuration comme dans la configuration de la figure 3 , le circuit de régulation 2 fonctionne comme un circuit autonome, la pompe 7 faisant passer le liquide caloporteur au travers de l' échangeur 12 de conditionnement du moteur électrique, puis au travers du radiateur 13 , refroidi par l' air extérieur puisé par le ventilateur 24 au travers des volets 30 ouverts.
Sur la figure 2, le circuit climatique 4 est désactivé. La vanne trois voies 15 est positionnée de manière à envoyer le liquide caloporteur dans la branche I c du circuit 1 et au travers de l' échangeur thermique I l e destiné au chauffage de l'habitacle. La résistance CTP 27 est désactivée. La vanne trois voies 16 est positionnée de manière à autoriser le passage de liquide caloporteur au travers de la canalisation 19, et à interrompre la circulation de liquide caloporteur au travers de la restriction 21. Les circuits de régulation 1 et 3 sont ainsi interconnectés entre eux, la circulation du liquide caloporteur étant assurée par les pompes 5 et 6. On pourrait également envisager de n' assurer la circulation de fluide qu' avec une seule des deux pompes. Le liquide caloporteur contenu dans les circuits 1 et 3 peut ainsi progressivement céder à l' air de l'habitacle, au travers de l' échangeur thermique I l e, l'énergie calorifique emmagasinée. Afin d'exploiter également la chaleur stockée dans la branche du circuit 3 transitant par la restriction 21 , on peut, par intervalles de temps déterminés par le système de régulation, faire varier la position de la vanne trois voies 16 afin de permettre la circulation du liquide de cette branche.
Dans cette configuration, la seule énergie électrique consommée pour conditionner la température de l'habitacle 33 , est l'énergie nécessaire pour actionner la ou les pompes 5 et 6, plus éventuellement l' énergie électrique nécessaire pour actionner le ventilateur 25.
L 'intensité des échanges thermiques avec l'habitacle peut par exemple être régulée en modifiant au moyen des pompes 5 et 6 le débit de liquide caloporteur au travers de l'échangeur I l e, et en modifiant au moyen du ventilateur 25 le débit d' air au travers de ce même échangeur. Ce mode de fonctionnement peut être maintenu tant que la température du liquide caloporteur reste supérieure à la température souhaitée de l'air de l'habitacle, augmentée d'une certaine différence de température nécessaire pour que les échanges thermiques entre le liquide caloporteur et l' air de l'habitacle se fassent à une vitesse satisfaisante, et permettent de compenser les autres pertes thermiques entraînant un refroidissement de l'air de l'habitacle.
Quand la température du liquide calorifique devient trop proche de celle de l' air de l'habitacle, puis quand elle devient légèrement inférieure à cette température de l'air de l'habitacle, le système de régulation thermique 10 peut être actionné suivant le mode de fonctionnement correspondant à la figure 3.
Dans cette configuration de la figure 3 , la résistance CTP 27 reste inactive, et le circuit de régulation 2 continu à fonctionner de manière autonome pour refroidir le moteur électrique au moyen du radiateur 13. Le circuit frigorifique 4 est actif, la vanne d'inversion 14 étant positionnée de manière à ce que le condenseur-évaporateur 41 fonctionne en source froide et le condenseur-évaporateur 42 fonctionne en source chaude. La vanne trois voies 15 est toujours positionnée de manière à envoyer le liquide caloporteur au travers de la branche I c du circuit 1 et de l'échangeur thermique I l e destiné à chauffer l'habitacle. La vanne trois voies 16 est positionnée de manière à interdire la circulation de liquide caloporteur au travers de la canalisation 19. Les circuits de régulation 1 et 3 fonctionnent donc de manière découplée, c' est-à-dire sans échange de liquide caloporteur entre les deux circuits. La circulation du liquide dans le circuit 1 est assurée par la pompe 5 , la circulation du liquide dans le circuit 3 est assurée par la pompe 6.
Le ventilateur 25 peut éventuellement être actionné de manière à augmenter les échanges thermiques entre le liquide caloporteur du circuit 1 et l'air de l'habitacle. Le circuit de climatisation 4 fonctionne ici en pompe à chaleur, prélevant des calories du liquide caloporteur du circuit 3 et les transférant au liquide caloporteur du circuit 1 . Comme la température du liquide du circuit 3 reste à ce stade supérieure à celle de l' air extérieur et supérieure à celle du circuit 2, le rendement et la performance de la pompe à chaleur constituée par le circuit 4 restent plus intéressants que ceux d'une pompe à chaleur dont la source froide serait l' air extérieur, ou serait le circuit 2 de refroidissement du moteur électrique. On limite ainsi la consommation électrique nécessaire pour continuer à maintenir l' air de l'habitacle à un niveau satisfaisant. En outre, la pompe à chaleur permet, dans la configuration décrite, d'assurer le chauffage de l'habitacle même pour des température extérieures très basses, c'est-à-dire des températures où une pompe à chaleur dont la source froide serait l' air extérieur, ou serait le circuit 2, ne suffirait plus, et où une résistance CTP d'appoint deviendrait alors nécessaire. Or, le rendement d'une résistance CTP est nettement moins intéressant que celui d'une pompe à chaleur. On peut envisager des variantes de réalisation qui comprendraient une CTP (une résistance CTP) sur le circuit 3 , cette CTP permettant de ralentir le refroidissement progressif du liquide caloporteur du circuit 3. Une telle CTP sur le circuit 3 peut remplacer la CTP 27 du circuit 1 et être utilisée pour l' étape de préchauffage décrite à la figure 1. On peut également envisager des variantes de réalisation où l'on dispose de deux CTP, la CTP 27 sur le circuit 1 et une seconde CTP sur le circuit
3 , ce qui permet de se contenter d'une CTP de moindre puissance pour le maintien en température du circuit 3 dans la configuration de la figure 3.
La figure 4 illustre un mode de fonctionnement d'hiver voisin de celui de la figure 3 , et qui peut par exemple être appliqué à la suite de celui-ci. Sur la figure 4, les vannes trois voies 17 et 18 sont positionnées de manière à autoriser la circulation du liquide caloporteur dans les canalisations 22 et 23 , et à bloquer la circulation de fluide arrivant du radiateur 13. La pompe 7 est inactive, ainsi que le ventilateur 24. Les volets 30 peuvent éventuellement être fermés pour améliorer l' aérodynamique du véhicule. Les circuits de régulation 1 et 3 continuent à fonctionner comme deux circuits indépendants n' échangeant pas de liquide caloporteur. L' échangeur thermique 12 de conditionnement en température du moteur électrique, est connecté au circuit de régulation 3. Cette configuration est préconisée quand la température du liquide caloporteur du circuit 3 est devenue suffisamment faible pour être à même d'assurer un refroidissement satisfaisant du moteur électrique refroidi par l' échangeur 12. Grâce à cette configuration, les calories récupérées à partir du moteur électrique peuvent être exploitées au moyen du circuit climatique 4.
On limite ainsi la différence de température entre la source froide et la source chaude du circuit climatique, et on améliore son rendement.
La figure 5 illustre une autre configuration du système 10 de régulation thermique des figures 1 à 4, que l'on peut par exemple adopter après être passé par une configuration du type de celle de la figure 3 ou de la figure 4, une fois que la température du liquide caloporteur du circuit 3 est descendue en dessous d'un certain seuil. Dans la configuration de la figure 5 , le circuit de régulation 1 continue à fonctionner en circuit autonome comme sur les configurations des figures 3 et 4. La résistance CTP 27 est inactive, le liquide caloporteur transite par l' échangeur thermique I l e, et le ventilateur 25 peut être piloté en vitesse suivant les degrés souhaités d' échanges thermiques entre le liquide caloporteur et l'air de l'habitacle 33. Le circuit climatique 4 continue à fonctionner comme une pompe à chaleur, entre le condenseur-évaporateur 41 faisant office de source froide et le condenseur-évaporateur 42 faisant office de source chaude. Le circuit de régulation 3 est inactivé, c' est-à-dire que les vannes trois voies 16 et 17 sont configurées de manière à n' autoriser le passage de liquide caloporteur que dans la branche du circuit 3 comprenant la pompe 6 et le condenseur-évaporateur 41. Les vannes trois voies 17 et 18 sont configurées de manière à coupler la circulation de cette branche avec la circulation de liquide caloporteur du circuit de régulation 2. Le circuit de régulation 2 comprend alors la pompe 7, l' échangeur thermique 12 de conditionnement du moteur électrique, le radiateur 13 , la pompe 6 et le condenseur-évaporateur 41.
On peut éventuellement envisager de n'utiliser que l'une des deux pompes 6 et 7 pour propulser le liquide caloporteur dans ce circuit.
Dans la configuration de la figure 5 , comme dans celle de la figure 4, les calories dégagées par le moteur électrique sont utilisées pour améliorer le rendement de la pompe à chaleur qui constitue le circuit climatique 4. Par rapport à la configuration de la figure 4, le volume de liquide caloporteur réchauffé par les calories du moteur électrique est moindre, ce qui permet de réchauffer le liquide caloporteur du circuit 2 à une température plus élevée, que la température que l'on obtiendrait en répartissant les calories du moteur sur un volume de liquide caloporteur correspondant par exemple au volume du circuit 3. La température du circuit 2 doit cependant être maintenue en dessous d'un niveau maximal, déterminé par la température maximale de fonctionnement du moteur électrique. Quand cette température du circuit devient trop élevée, on peut actionner le ventilateur 24 et ouvrir les volets 30. Si au contraire cette température est suffisamment basse, on peut fermer les volets 30 et désactiver le ventilateur 24, ce qui permet de récupérer un maximum de calories dégagées par le moteur électrique au profit du fonctionnement du circuit climatique 4. On peut en outre, dans ce dernier cas, actionner la vanne trois voies 18 pour interdire la circulation de liquide caloporteur dans le radiateur 13 et dans la pompe 7. Le liquide caloporteur du circuit 2 circule alors uniquement dans les échangeurs 12 et 41 , propulsé par la pompe 6.
La figure 6 illustre un mode possible de fonctionnement du système de régulation thermique 10 quand le véhicule est à l' arrêt, branché à un réseau électrique extérieur en vue de recharger sa batterie, et que la température extérieure (par exemple en été) est supérieure à celle que souhaitent les passagers dans l'habitacle. La vanne trois-voies 15 est cette fois positionnée de manière à faire transiter le liquide caloporteur du circuit 1 au travers de la branche I f et de l'échangeur thermique l l f destiné au rafraîchissement de l'habitacle 33. La vanne trois voies 16 est dans la même configuration que celle de la figure 1 , assurant ainsi les couplages entre les circuits de régulation 1 et 3 , au travers des canalisations 19 et 20. La vanne 32 du circuit de dérivation 31 , qui était fermée sur les figures 1 à 5 , est ici ouverte, autorisant l' arrivée de liquide caloporteur arrivant du circuit 1 au travers de la vanne trois voies 16 vers le circuit de dérivation 31. La vanne trois voies 17 est dans la même configuration que sur la figure 5 , excluant de ce fait la branche portant la pompe 6 et le condenseur-évaporateur 41 du circuit 3 , et couplant au contraire cette branche avec le circuit de régulation 2. La vanne trois voies 18 est positionnée de manière à autoriser la circulation du condenseur- évaporateur 41 vers le radiateur 13 mais empêcher la circulation de liquide caloporteur vers l' échangeur thermique 12 de conditionnement du moteur électrique. La circulation de liquide caloporteur dans le circuit 2 peut par exemple être assurée par la pompe 6, la pompe 7 étant désactivée. Les volets 30 du radiateur sont ouverts et le ventilateur 24 est actionné de manière à permettre un refroidissement du liquide caloporteur du circuit 1 grâce au flux d' air extérieur traversant le radiateur 13. Le circuit climatique 4 fonctionne en mode climatisation, c 'est-à-dire que la vanne d'inversion 14 est positionnée de manière à utiliser le condenseur-évaporateur 42 comme source froide et le condenseur- évaporateur 41 comme source chaude. Le circuit climatique 4 prélève donc des calories sur les circuits couplés 1 et 3 et rej ette ces calories sur le circuit 2, dont il élève la température. Le ventilateur 25 peut être actionné dans un premier temps jusqu' à ce que l' air de l'habitacle descende à la température souhaitée par les passagers, puis être coupé, au moins par intervalles de temps, pendant que l'on continue à actionner le circuit climatique 4 jusqu'à descendre la température des deux circuits couplés 1 et 3 à une température minimale autorisée par les risques d' épaississement du liquide caloporteur et/ou la résistance au froid des canalisations. On stocke ainsi une quantité aussi importante que possible de frigories dans le liquide caloporteur circulant dans le circuit 3 , et circulant éventuellement dans le réservoir de stockage (non représenté) du circuit 3.
Une fois que cette température minimale est atteinte, on peut continuer à actionner pendant un moment le ventilateur 24 et la pompe 6, afin de ramener la température du circuit 2 à une valeur proche de celle de l'air ambiant. Suite à ces opérations, on a emmagasiné sur les deux boucles 1 et 3 des frigories qui vont pouvoir, lors du roulage du véhicule, être utilisées pour rafraîchir l'habitacle et éventuellement pour rafraîchir les organes électriques, sans prélever d'énergie sur la batterie du véhicule.
La figure 7 décrit un mode de fonctionnement relativement similaire au mode de fonctionnement de la figure 2, c' est-à-dire que le circuit de régulation 2 fonctionne de manière autonome pour refroidir le moteur électrique au moyen de l' échangeur 12, le liquide caloporteur transitant successivement par la pompe 7, l' échangeur thermique 12 et le radiateur 13 , les volets 30 étant ouverts et le ventilateur 24 pouvant être actionné en fonction des besoins de refroidissement du moteur. La vanne trois voies 16 est à nouveau configurée de manière à coupler la circulation de liquide caloporteur des circuits 1 et 3 au travers des canalisations 19 et 20. La vanne trois voies 15 est configurée de manière à envoyer le liquide caloporteur au travers de la branche I f du circuit 1 et de l' échangeur thermique l l f destiné au refroidissement de l' air de l'habitacle. Le ventilateur 25 peut être activé ou non suivant les besoins de refroidissement de l' air de l 'habitacle. La vanne 32 et les vannes trois voies 17 et 18 sont positionnées de manière à exclure la branche comprenant la pompe 6 et le condenseur-évaporateur 41 du circuit 3 , et à autoriser au contraire la circulation de liquide caloporteur au travers du circuit de dérivation 31 . Il est à noter que l'on peut envisager des variantes de fonctionnement suivant la figure 7, qui autoriseraient le passage du liquide caloporteur dans cette branche comprenant la pompe 7 et le condenseur-évaporateur 41 , au lieu de passer par le circuit de dérivation 3 1. De manière similaire, on peut envisager des variantes de modes de fonctionnement suivant la figure 2, où le liquide caloporteur du circuit 3 , au lieu de passer au travers de la pompe 6 et du condenseur-évaporateur 41 , passerait par le circuit de dérivation 3 1. Le circuit climatique 4 est désactivé. Le rafraîchissement de l' air de l'habitacle est assuré au moyen des frigories cédées par le liquide caloporteur des circuits 1 et 3 au travers de l' échangeur thermique l l f, l' intensité de ces échanges thermiques pouvant être régulée d'une part, en modifiant le débit du liquide caloporteur imposé par la pompe 5 , et d' autre part, en modulant le débit d' air traversant l' échangeur l l f au moyen du ventilateur 25.
Dans ce mode de fonctionnement, le maintien à température idoine de l'air de l 'habitacle ne requiert donc que l' énergie électrique nécessaire à actionner la pompe 5 et le ventilateur 25.
La figure 8 illustre un mode de fonctionnement du système de régulation thermique 10 qui peut être utilisé en été quand la température du liquide caloporteur des circuits 1 et 3 est encore suffisamment basse pour assurer le refroidissement de l ' air de l'habitacle, et que l 'air extérieur est à une température trop élevée pour assurer, au moyen du circuit de régulation 2, un refroidissement satisfaisant du moteur électrique (et/ou suivant les variantes, des accessoires du moteur (chargeur, composants électroniques) et/ou de la batterie).
La configuration de la figure 8 diffère de la configuration de la figure 7 en ce que la vanne 32 du circuit de dérivation 31 est fermée, et en ce que les vannes trois voies 17 et 18 sont dans une position autorisant le passage du fluide du circuit 3 dans l' échangeur thermique
12 de conditionnement en température du moteur électrique. Les frigories emmagasinées dans le liquide caloporteur des circuits 1 et 3 sont donc cédées, pour partie au niveau de l' échangeur l l f à l' air de l'habitacle et pour partie, au niveau de l' échangeur 12 au moteur électrique.
La figure 9 illustre un mode de fonctionnement d' été du système de régulation thermique 10, qui est similaire dans ses grandes lignes au mode de fonctionnement d'hiver décrit sur la figure 3. Le circuit de régulation 2 fonctionne comme un circuit autonome, la pompe 7 propulsant le liquide caloporteur au travers de l' échangeur 12 de conditionnement du moteur thermique puis au travers du radiateur
13 traversé par l' air extérieur puisé par le ventilateur 24. Les vannes trois voies 16 et 17 sont dans une position qui impose une circulation séparée de fluides caloporteurs pour le circuit 1 et pour le circuit 3. Sur le circuit 3 , la vanne 32 est fermée. A la différence de la figure 3 , la vanne trois voies 15 est dans une position qui impose au liquide caloporteur de transiter dans la branche I f du circuit 1 , et dans l' échangeur l l f, destiné au rafraîchissement de l' air de l'habitacle.
Chacune des pompes 5 , 6 et 7 assurent la circulation du liquide caloporteur respectivement dans un des circuits de régulation 1 , 3 et 2.
La vanne d'inversion 14 est dans la position opposée à celle de la figure 3 , de manière à faire fonctionner le condenseur-évaporateur 41 en source chaude du circuit climatique 4 et à faire fonctionner le condenseur-évaporateur 42 en source froide de ce circuit climatique 4. Le circuit climatique 4 fonctionne donc comme un système de climatisation classique de refroidissement de l' air de l'habitacle, ce circuit de climatisation disposant cependant d'une source chaude à température moins élevée que celle de l' air extérieur, ce qui permet d' améliorer le rendement du circuit et de réduire la consommation électrique.
Ce mode de fonctionnement est intéressant, quand, après avoir emmagasiné des frigories sur les circuits 1 et 3 suivant le mode de fonctionnement de la figure 6, on a progressivement réchauffé le liquide caloporteur des circuits 1 et 3 jusqu' à une température trop proche de celle de l'air de l'habitacle, voire supérieure à celle de l' air de l'habitacle, tout en restant encore plus fraîche que celle de la température de l'air extérieur au véhicule. Le mode de fonctionnement décrit à la figure 9 permet alors d'utiliser le circuit climatique 4 comme système de climatisation, avec un rendement plus intéressant que si ce système de climatisation utilisait l' air extérieur comme source chaude.
La figure 10 illustre un autre mode de fonctionnement du système de régulation thermique 10, qui peut être mis en œuvre quand le véhicule circule par une chaude journée d' été, et qu' après avoir utilisé les modes de fonctionnement des figures 6 à 9, la température du liquide caloporteur du circuit 3 est devenu comparable à celle du liquide caloporteur du circuit 2, c' est-à-dire que la température du liquide caloporteur du circuit 3 est encore inférieure à celle de la température de liquide caloporteur du circuit 2, mais que la différence entre ces deux températures est inférieure à un seuil d' écart. Le mode de fonctionnement de la figure 10 est presque identique au mode de fonctionnement d'hiver décrit à la figure 5 , à ceci près que la vanne d'inversion 14 est dans la position qui fait circuler le liquide frigorigène du circuit 4 de manière à utiliser le condenseur- évaporateur 41 en source chaude et à utiliser le condenseur- évaporateur 42 en source froide, et en ce que la vanne trois voies 15 est positionnée de manière à envoyer le liquide caloporteur du circuit 1 dans la branche I f et l'échangeur thermique l l f au lieu d'envoyer ce liquide caloporteur dans la branche I c.
En revanche, par rapport au mode de fonctionnement de la figure 5 , où la température que l'on cherchait à imposer au liquide caloporteur du circuit 2 était le résultat d'un compromis entre les exigences de refroidissement du moteur électrique et le rendement du circuit frigorifique 4, dans le cas du mode de fonctionnement de la figure 10, on a avantage à maintenir la température du liquide caloporteur du circuit 2 au niveau le plus frais possible. On laisse donc les volets 30 du radiateur 13 toujours ouverts. On pourra choisir de faire fonctionner ou ne pas faire fonctionner le ventilateur 24, suivant que la consommation électrique engendrée par ce ventilateur est compensée ou non par le gain de rendement obtenu au niveau du circuit climatique 4, et suivant les exigences de refroidissement du moteur électrique.
Le circuit de régulation 3 est désactivé, on économise donc l' énergie de la pompe 6 nécessaire à la circulation du liquide caloporteur dans ce circuit.
Les figures 1 1 à 20 illustrent un autre mode de réalisation de l' invention avec un circuit climatique 4 non muni d'une vanne d'inversion. Le liquide frigorigène circule donc toujours dans le même sens à l'intérieur des canalisations de ce circuit climatique. En revanche, ce circuit climatique 4 est muni non pas de deux, mais de quatre échangeurs thermiques 40, 42b, 43 et 41 et est muni de deux détendeurs 9a, 9b, ainsi que de deux canalisations de dérivation 56 et
59. Ces canalisations de dérivation 56 et 59 peuvent être ouvertes ou fermées respectivement au moyen d'une vanne trois voies 45 et 54, permettant au fluide frigorigène de contourner l'un ou l' autre des deux détendeurs 9b, 9a, de manière à pouvoir faire fonctionner au moins deux échangeurs thermiques, ici les échangeurs thermiques 41 , 43 , alternativement en source froide et en source chaude.
Tel qu'illustré sur la figure 13 , un système de régulation thermique 10 comprend un circuit climatique 4 muni d'un compresseur 8. Le compresseur 8 envoie le fluide frigorigène d' abord dans une première portion de circuit 55 traversant un échangeur thermique 42b, un détendeur 9b et une vanne trois voies 45. En fonction de la position de la vanne trois voies 45 , le fluide frigorigène traverse d' abord l' échangeur 42b puis le détendeur 9b, ou traverse d' abord l 'échangeur 42b puis une canalisation de dérivation 56 contournant le détendeur 9b et aboutissant à la vanne trois voies 45. Le fluide frigorigène traverse ensuite une seconde portion de circuit 57, traversant successivement un échangeur thermique 43 et un échangeur thermique 41 , puis une vanne trois voies 54. En fonction de la position de la vanne trois voies 54, le fluide frigorigène peut alors soit retourner directement au compresseur 8 au travers d'une portion de dérivation 59, soit traverser une troisième portion de circuit 58, traversant successivement un détendeur 9a, puis un échangeur thermique 40 avant de retourner au compresseur 8. L' échangeur thermique 40 est disposé dans un habitacle 33 du véhicule afin de permettre des échanges thermiques entre le fluide frigorigène du circuit 4 et l' air de l'habitacle puisé au travers de l' échangeur 40 au moyen d'un ventilateur 25. L' échangeur thermique 43 est disposé à l' extérieur de l'habitacle 33 du véhicule et est en contact avec l' air extérieur au véhicule, puisé au travers de cet échangeur par l'avancée du véhicule et/ou puisé au moyen d'un ventilateur 24. Les échangeurs 41 et 42b sont disposés à l'extérieur de l'habitacle 33 , de manière à permettre un échange thermique entre le fluide frigorigène du circuit climatique 4 et un liquide caloporteur circulant dans d' autres canalisations du système de régulation thermique 10. Le système de régulation thermique 10 comprend un ensemble de canalisations interconnectées l a, Ib, I c ; 3a, 3b, 3c ; 2a, 2b; 51 a, 51 b, 51 c ; 52a, 52b, 53 a, 53b, 523 dans lesquelles peut circuler un même liquide caloporteur. La canalisation l a traverse l'habitacle 33 , dans lequel elle traverse un échangeur thermique I l e, permettant d' échanger des calories entre le liquide caloporteur circulant dans la canalisation et l' air de l'habitacle puisé au travers de l'échangeur I l e par le ventilateur 25.
Sur cette canalisation l a est également disposée une résistance CTP 27 permettant de réchauffer le liquide caloporteur. La résistance CTP 27 peut se trouver en dehors ou à l' intérieur de l'habitacle 33. La canalisation l a traverse également l'échangeur thermique 42b permettant d'échanger des calories entre le liquide caloporteur traversant la canalisation l a et le fluide frigorigène du circuit climatique 4. L ' échangeur thermique 42b se trouve en dehors de l'habitacle 33. La canalisation Ib est munie d'une pompe 5 , qui envoie le liquide caloporteur au travers d'un échangeur thermique 42a, permettant d' échanger des calories entre le liquide caloporteur traversant la canalisation, et le fluide frigorigène du circuit climatique 4. La canalisation Ib rejoint la canalisation l a au niveau d'une vanne trois voies 44 située entre les échangeurs 42a et 42b. A leur extrémité opposée à la vanne trois voies 44, les canalisations l a et Ib sont connectées entre elles et sont connectées à trois autres canalisations 51 a, 52a et 53a. La vanne trois voies 44 permet de mettre en relation les extrémités des deux ou trois parmi les canalisations l a,
Ib et 51b. Une canalisation 3a, qui peut être ouverte ou fermée au moyen d'une vanne 32a, relie la canalisation 51b au niveau de son entrée dans la vanne trois voies 44, et l'amont de la pompe 5. La canalisation 51b relie la vanne trois voies 44 et une vanne trois voies 49, cette dernière vanne mettant en relation les extrémités des canalisations 51b, 2b et 3c. La canalisation 2b comporte une pompe 7 apte à propulser le liquide caloporteur de la vanne trois voies 49 vers un radiateur 13 d'échange thermique également situé le long de la canalisation 2b. Le radiateur 13 permet des échanges thermiques entre le liquide caloporteur de la canalisation 2b et l'air extérieur au véhicule puisé au travers du radiateur 13 par le ventilateur 24. Le radiateur 13 peut être muni de volets orientables 30, permettant de d'éviter l' écoulement de l' air au travers du radiateur, afin d' améliorer l' aérodynamique du véhicule. La canalisation 3c est munie d'une pompe 6 apte à propulser le liquide caloporteur en direction de la vanne trois voies 49. Sur cette canalisation 3c, est disposée une résistance CTP 27a, permettant de réchauffer le liquide caloporteur traversant la canalisation. En aval de la résistance CTP 27a, la canalisation 3c traverse l' échangeur thermique 41 , permettant d' échanger des calories entre le liquide caloporteur traversant la canalisation et le fluide frigorigène du circuit climatique 4. La canalisation 3c est reliée à son extrémité amont par rapport à la pompe 6, au moyen de la canalisation 53a, à la canalisation Ib en amont de la pompe 5. La canalisation 2b est reliée à son extrémité amont par rapport à la pompe 7, au moyen de la canalisation 52a, à l' extrémité de la canalisation Ib en amont de la pompe 5. La canalisation 3b relie l'extrémité amont, par rapport à la pompe 7 de la canalisation 2b, et la canalisation 51b. La circulation de liquide caloporteur dans la canalisation 3b peut être interrompue ou autorisée par une vanne 32b. Les canalisations 52a et 53 a sont reliées sensiblement en leur milieu par une canalisation de jonction 60. La canalisation 51 a relie, dans l'ordre, l' extrémité aval de la canalisation 2b (par rapport à la pompe 7 et au radiateur 13), l' extrémité de la canalisation 3b opposée à la vanne trois voies 49, l 'extrémité de la canalisation 3a opposée à la vanne trois voies 44, et l'extrémité amont, par rapport à la pompe 5 , de la canalisation I b. Sur cette canalisation 51 a, peut être disposé un réservoir 50 apte à contenir une quantité de plusieurs litres de liquide caloporteur, de manière à ce que le liquide caloporteur transite par le réservoir 50 lorsqu'il circule dans la canalisation 5 1 a. Avantageusement, ce réservoir sera isolé thermiquement sur sa surface extérieure, de manière à éviter les échanges thermiques entre le liquide caloporteur contenu dans le réservoir et l' extérieur du réservoir, et sera disposé au contraire de manière à favoriser les échanges thermiques entre le liquide caloporteur arrivant et partant du réservoir et le liquide caloporteur présent dans le réservoir.
La canalisation 2a est connectée à la canalisation 52a entre la portion de dérivation 60 et l'amont de la pompe 5. Cette canalisation
2a traverse un échangeur thermique 12, permettant de conditionner en température un moteur électrique, et rejoint, à son extrémité opposée à la canalisation 52a, une vanne trois voies 47. La canalisation I c est connectée à la canalisation 53a entre la section de dérivation 60 et l' amont de la pompe 5. A son autre extrémité, la canalisation I c rejoint une vanne trois voies 46. La canalisation I c traverse un échangeur thermique l l f, permettant de conditionner en température une batterie d' alimentation électrique du véhicule. La canalisation 5 1 c relie la vanne trois voies 44 et la vanne trois voies 46. La canalisation
53b relie la vanne trois voies 44 et la vanne trois voies 47. Une vanne trois voies 48 est reliée par une première voie à la canalisation 3 c, entre l' échangeur thermique 41 et la vanne trois voies 49. Cette vanne trois voies 48 est reliée au niveau d'une deuxième voie, au travers de la canalisation 52b, à la canalisation 2b, entre la pompe 7 et la vanne trois voies 49. Cette vanne trois voies 48 est en outre connectée au niveau de sa troisième voie, simultanément à une entrée de la vanne trois voies 46 et à une entrée de la vanne trois voies 47.
La figure 1 1 illustre un mode de fonctionnement du système de régulation thermique de la figure 13 , qui peut être mis en œuvre quand le véhicule est connecté à un réseau électrique extérieur en vue de recharger sa batterie, et que la température extérieure est plus faible que celle souhaitée dans l'habitacle, par exemple en hiver. Dans cette configuration, le circuit climatique 4 est activé, les vannes trois voies 45 et 54 étant positionnées de manière à ne pas envoyer de fluide frigorigène dans l' échangeur thermique 40, ni au travers du condenseur-évaporateur42a, ni au travers du détendeur 9a, mais de manière, en revanche, à ce que le fluide frigorigène transite par le détendeur 9b . Dans cette configuration, l' échangeur thermique 43 fonctionne en source froide pour le circuit climatique 4 et l' échangeur
42b fonctionne en source chaude pour ce même circuit climatique. Le fluide frigorigène du circuit 4 traverse le compresseur 8, cède ensuite des calories au condenseur-évaporateur 42b en se liquéfiant, traverse le détendeur 9b qui abaisse sa pression en vaporisant le fluide frigorigène qui transite ensuite par le condenseur-évaporateur 43 où il se vaporise en prélevant des calories sur l' air extérieur puisé par le ventilateur 24, traverse ensuite le condenseur-évaporateur 41 et prélève encore quelques calories supplémentaires sur le liquide caloporteur transitant dans la canalisation 3c, et revient au compresseur 8 au travers de la vanne trois voies 54. La pompe 7 est inactive. Les vannes 32a et 32b sont fermées. Les vannes trois voies 44, 46, 47, 48, 49 sont positionnées de manière à ce que le liquide caloporteur transite uniquement dans les canalisations 51b, Ib, 51 a, 3 c et l a. Le circuit constitué par ces canalisations comprend deux boucles, une première boucle constituée par la branche l a et par la branche Ib, la circulation de fluide dans cette boucle étant assurée essentiellement par la pompe 5 , et une deuxième boucle constituée par les branches l a, 51 a, 3c, 51b, la circulation du liquide caloporteur dans cette boucle étant assurée essentiellement par la pompe 6. On peut envisager de n'utiliser que l'une des deux pompes 5 et 6 pour propulser le liquide dans cette double-boucle. Le liquide caloporteur transitant dans cette double-boucle est réchauffé au niveau du condenseur-évaporateur 42b par les calories prélevées au moyen du circuit climatique 4 sur l' air extérieur au véhicule. Ce liquide caloporteur peut également être réchauffé en faisant fonctionner, parallèlement au circuit pompe à chaleur 4, la résistance CTP 27. En passant au travers de l' échangeur thermique I l e au travers duquel le ventilateur 25 puise l'air de l 'habitacle 33 , le liquide caloporteur permet d' élever la température de l' air de l'habitacle au niveau souhaité pour le départ du véhicule. Les calories ainsi prélevées par le circuit climatique 4, fonctionnant en pompe à chaleur, sont accumulées dans le liquide caloporteur transitant par la double-boucle, qui comprend en particulier le volume de liquide caloporteur compris dans le réservoir 50. Après avoir arrêté le ventilateur 25 , on peut amener la température du liquide caloporteur jusqu'à une valeur maximale souhaitable déterminée par exemple par la température d'ébullition du liquide caloporteur ou par la résistance et les canalisations. On peut envisager un autre mode de pré-conditionnement du système 10 de régulation thermique lors du rechargement de la batterie en hiver, par exemple en désactivant le circuit climatique 4, et en faisant circuler le liquide caloporteur dans les mêmes canalisations que sur la figure 1 1 , en activant uniquement la résistance CTP 27. La figure 12 illustre un autre mode de fonctionnement du système de régulation 10 de la figure 13 , qui peut être utilisé après le démarrage du véhicule, suite à une étape de pré-conditionnement telle que décrite à la figure 1 1. Sur la figure 12, le circuit climatique 4 est désactivé. La double-boucle de circulation du liquide caloporteur constituée par les canalisations l a, 51 a, 3b, 51b et Ib continue à être actionnée comme sur la figure 1 1 par les pompes 5 et 6, le ventilateur 25 étant actionné suivant les besoins de réchauffement de l' air de l'habitacle 33. Les calories stockées dans cette double-boucle et notamment dans le réservoir 50, sont progressivement libérées au moyen de l'échangeur thermique I l e pour réchauffer l' air de l'habitacle 33. Une seconde circulation de liquide caloporteur, indépendante de la circulation dans la double-boucle, est assurée par la pompe 7, qui envoie le liquide caloporteur au travers du radiateur 13 , traversé par l' air extérieur au véhicule puisé par le ventilateur 24, puis au travers des canalisations I c et 2a, de manière à traverser l' échangeur thermique l l f et l'échangeur thermique 12, refroidissant ainsi simultanément la batterie et le moteur électrique du véhicule. Les vannes trois voies 46, 47, 48 et 49 sont positionnées de manière à rediriger ensuite vers la pompe 7 le liquide caloporteur ayant transité par les échangeurs l l f et 12. Des restrictions de section peuvent par exemple être disposées sur les canalisations 52a et 53a à l' endroit où ces canalisations rejoignent la canalisation Ib, de manière à limiter les risques de fuite de liquide caloporteur du circuit de refroidissement ainsi délimité par les branches I c, 2a et 2b, dans la double-boucle de stockage délimitée par les branches l a, Ib et 3c. Si ces restrictions sont correctement calibrées et que les vannes trois voies 46, 47, 48 et 49 sont dans la position adéquate, deux circulations indépendantes s'établissent comme sur la figure 12, d'une part, pour la double-boucle de stockage thermique et d' autre part, pour le circuit de refroidissement.
La figure 13 illustre un mode de fonctionnement du système de régulation 10 des figures 1 1 et 12, quand, après que le système soit passé par les modes de fonctionnement des figures 1 1 et 12, la température du liquide caloporteur de la double-boucle de stockage thermique est descendue en dessous d'une température seuil, cette température ne permettant plus de réchauffer de manière suffisante l' air de l'habitacle 33 au travers de l' échangeur thermique I l e. Le mode de fonctionnement de la figure 13 est comparable dans son principe au mode de fonctionnement décrit à la figure 3. Le circuit climatique 4 est activé, et se trouve dans la même configuration que sur la figure 1 1 , c 'est-à-dire que le condenseur-évaporateur 42b fonctionne en source chaude et les condenseurs-évaporateurs 43 et 41 fonctionnent en sources froides. Les branches I c, 2a et 2b continuent à être alimentées de manière indépendante en liquide caloporteur par la pompe 7 au travers du radiateur 13. La vanne 32a est ouverte et les vannes trois voies 44 et 49 sont positionnées de manière à ce qu'une boucle indépendante de circulation de liquide caloporteur s 'établisse au travers des canalisations 3 c, 51b, 3a et 51 a.
Cette boucle, qui comprend le réservoir 50, constitue une boucle de stockage thermique contenant un liquide caloporteur à température plus élevée que la température extérieure mais moins élevée, ou à peine plus élevée, que la température de l' air de l'habitacle. Cette boucle de stockage thermique sert de réserve de calories en tant que source froide pour le circuit climatique 4 fonctionnant en pompe à chaleur. On améliore ainsi le rendement du système par rapport à une pompe à chaleur qui utiliserait directement l' air extérieur comme source froide. La vanne trois voies 44 est positionnée de manière à permettre l'établissement d'une circulation indépendante de liquide caloporteur dans les canalisations Ib et l a, cette circulation étant assurée par la pompe 5. Cette boucle de circulation de liquide caloporteur actionnée par la pompe 5 , permet de transférer les calories reçues par le liquide caloporteur au niveau du condenseur-évaporateur 42b à l 'air de l'habitacle au travers de l' échangeur thermique I l e. La température de cette boucle de circulation reste supérieure à celle de l 'air de l'habitacle. On notera que dans ce mode de réalisation, le circuit climatique 4 comporte deux sources froides « étagées » c' est-à-dire que le fluide frigorigène traverse d'abord le condenseur-évaporateur 43 traversé par l' air extérieur, où il se vaporise en partie en prélevant des calories sur cet air extérieur, puis traverse le condenseur-évaporateur 41 où il continue de se vaporiser en prélevant des calories sur le liquide caloporteur du circuit de stockage thermique, dont la circulation est assurée par la pompe 6. Il est possible de retarder le refroidissement de ce circuit de stockage thermique en mettant en action la résistance CTP 27a.
La figure 14 illustre un autre mode de fonctionnement du système de régulation thermique des figures 1 1 à 13 , qui peut être appliqué au lieu du mode de fonctionnement de la figure 13 , par exemple quand la température du liquide caloporteur transitant dans le circuit de stockage thermique actionné par la pompe 6, devient suffisamment basse pour assurer un refroidissement suffisant du moteur électrique au moyen de l' échangeur thermique 12. Ce mode de fonctionnement est comparable au mode de fonctionnement décrit à la figure 4 du premier mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 14, à la différence de la figure 13 , la pompe 7 est inactive. Le circuit climatique 4 est dans la même configuration que sur la figure 13. La vanne trois voies 44 est positionnée de manière à permettre une circulation indépendante, assurée par la pompe 5 , d'une boucle de réchauffement de l' air de l'habitacle délimitée par les canalisations l a et Ib. Les vannes trois voies 47 et 48 sont positionnées de manière à autoriser le passage d'une partie du liquide caloporteur circulant à la pompe 6 dans le circuit de stockage thermique comprenant les canalisations 3a et 3 c, dans la branche 2a traversant l' échangeur thermique 12 de conditionnement en température du moteur électrique. On pourrait également envisager de positionner la vanne trois voies 46 de manière à faire également transiter une partie du liquide caloporteur de ce circuit de stockage thermique dans la branche I c et dans l'échangeur l l f de conditionnement en température de la batterie.
Grâce aux calories ainsi récupérées par les échangeurs l l f et/ou 12, on retarde le refroidissement du circuit de stockage thermique et on améliore le rendement du circuit climatique 4 fonctionnant en pompe à chaleur. La figure 15 illustre un mode de fonctionnement du système de régulation 10 des figures 1 1 à 14 qui peut être utilisé en hiver après avoir utilisé un ou plusieurs des modes de fonctionnement des figures l i a 14, et que la température du liquide caloporteur présent dans le réservoir 50 devient inférieure à un certain seuil.
Ce mode de fonctionnement est similaire dans son principe aux modes de fonctionnement décrits à la figure 5 , c'est-à-dire que le circuit climatique 4 fonctionne en pompe à chaleur dans la configuration décrite par exemple à la figure 14, la pompe 5 alimente un circuit (ou boucle) de réchauffage de l'air de l'habitacle limité aux canalisations l a et Ib. La circulation du liquide caloporteur est limitée localement à ce circuit du fait de la position de la vanne trois voies 44. Les vannes trois voies 46, 47, 48 et 49 sont positionnées de manière à exclure le réservoir 50 de la circulation de liquide caloporteur. Les vannes 32a et 32b sont fermées. La position des vannes trois voies 46,
47, 48 et 49 permet l'établissement d'une circulation indépendante du liquide caloporteur dans un circuit de refroidissement comprenant la canalisation 2b passant par le radiateur 13 , la canalisation 3c passant par le condenseur-évaporateur 41 , la canalisation 2a passant par l' échangeur thermique 12 de conditionnement en température du moteur, et la canalisation I c passant par l' échangeur thermique l l f de conditionnement en température de la batterie. La circulation du liquide caloporteur peut être assurée par les pompes 6 et 7 ou par une seule de ces deux pompes.
Le circuit climatique 4 fonctionne en pompe à chaleur dont les sources froides sont alimentées d'une part au niveau du condenseur- évaporateur 43 par l' air extérieur au véhicule, et d'autre part au niveau du condenseur-évaporateur 41 par le liquide caloporteur traversant la canalisation 3c. L 'avantage de la configuration de la figure 15 par rapport à celle de la figure 14, est que le volume total du liquide caloporteur du circuit incluant le condenseur-évaporateur 41 est plus réduit, ce qui conduit à une moindre « dilution » des calories récupérées sur le moteur électrique et sur la batterie. En fonction de la température de l'air extérieur, on peut laisser ouverts les volets 30 du radiateur 13 et mettre en marche le ventilateur 24, si la température extérieure est suffisamment élevée pour permettre de récupérer des calories supplémentaires, ou au contraire, les volets 30 peuvent être fermés pour éviter les échanges thermiques au niveau du radiateur 13.
La figure 16 illustre un mode de fonctionnement du système de régulation thermique des figures l i a 15 , cette fois en été, quand la température extérieure est plus élevée que la température souhaitée dans l'habitacle. Ce mode de fonctionnement peut être mis en œuvre quand le véhicule est à l'arrêt, branché sur un réseau électrique extérieur en vue de recharger sa batterie. Le circuit climatique 4 est cette fois configuré pour fonctionner en mode climatisation vis-à-vis de l'habitacle 33. Le circuit climatique 4 utilise le condenseur- évaporateur 43 comme source chaude et utilise les condenseurs- évaporateurs 40 et 42a en source froide. Pour ce faire, la vanne trois voies 54 est positionnée de manière à autoriser le passage de fluide frigorigène dans la portion 58 du circuit comprenant le détendeur 9a et le condenseur-évaporateur 40, et pour empêcher au contraire le passage de fluide frigorigène dans la portion de dérivation 59. La vanne trois voies 45 est positionnée de manière à ce que le fluide frigorigène contourne le détendeur 9b par la portion de dérivation 56.
Le circuit climatique 4 rejette des calories vers l' air extérieur au véhicule puisé au travers du condenseur-évaporateur 43 au moyen du ventilateur 24. Le circuit climatique 4 prélève au contraire des calories, d'une part, sur l' air de l'habitacle 33 puisé au travers du condenseur-évaporateur 40 par le ventilateur 25 , et d' autre part, sur un circuit de stockage thermique, la circulation du liquide caloporteur dans ce circuit de stockage thermique étant assurée par la pompe 5. Le circuit de stockage thermique comprend notamment la pompe 5 et le réservoir 50. La vanne 32b est ouverte, la vanne 32a est fermée, et les vannes trois voies 46, 47, 48, 49 sont positionnées de manière à permettre la circulation du liquide caloporteur dans une double-boucle constituée d'une part, par les canalisations Ib, 51b, 3b, 51 a et d'autre part, par les canalisations Ib, 51 c, I c et 53a. La canalisation l e transite par l' échangeur thermique l l f de conditionnement en température de la batterie. Les calories prélevées sur le circuit de stockage thermique (en d'autres termes, les frigories cédées au circuit de stockage thermique) servent d'une part, à refroidir le liquide caloporteur de manière à disposer, après le démarrage du véhicule, d'une réserve de « froid massique » restituable notamment à l' air de l'habitacle après le démarrage du véhicule, et servent d' autre part, à refroidir la batterie pendant sa recharge. Elles servent également à descendre la température de l'habitacle au niveau souhaité pour le départ du véhicule, au travers de l'échangeur thermique 40. Si la température extérieure n' est pas trop élevée, on peut envisager, pendant le rechargement de la batterie, un mode de fonctionnement voisin de celui décrit à la figure 16, mais où on ne ferait pas circuler le liquide caloporteur dans les branches 51b, 3b, 51 a, et dans le réservoir 50, et où on n' actionnerait pas le ventilateur 25. Les calories prélevées par le circuit climatique 4 seraient alors essentiellement prélevées sur le condenseur-évaporateur 42a, et serviraient à refroidir la batterie au moyen de l'échangeur l l f.
La figure 17 illustre un mode de fonctionnement du système de régulation thermique 10 des figures 1 1 à 16, qui peut être utilisé quand le véhicule vient de démarrer après avoir effectué une étape de préconditionnement suivant le mode de fonctionnement décrit à la figure 16. Sur la figure 17, le circuit climatique 4 est désactivé, et les vannes et les pompes des canalisations de liquide caloporteur sont toutes exactement dans la même configuration que dans le mode de fonctionnement décrit à la figure 12. Cependant, dans le mode de fonctionnement de la figure 17, ce sont des frigories qui sont cédées à l' air de l'habitacle 33 lorsque le liquide caloporteur traverse l' échangeur l i e, au lieu des calories cédées dans le mode de fonctionnement de la figure 12. Le froid emmagasiné dans le liquide caloporteur permet donc de rafraîchir l' air de l'habitacle sans utiliser d' autre énergie électrique que celle nécessaire à actionner la pompe 5 et le ventilateur 25. La figure 18 décrit un mode de fonctionnement du système de régulation thermique 10 des figures 1 1 à 17, qui peut être utilisé lors du roulage du véhicule en été, après avoir utilisé les modes de fonctionnement décrits sur les figures 16 et 17, quand la température du liquide caloporteur présent dans le réservoir 50 n'est plus suffisamment fraîche pour assurer le rafraîchissement de l'air de l'habitacle 33 du fait du seul passage du liquide caloporteur dans l' échangeur I l e. Le circuit climatique 4 est activé en mode climatisation, c' est-à-dire qu'il se trouve dans la même configuration que sur la figure 16, le condenseur évaporateur 40 fonctionnant en source froide et rafraîchissant l'air de l'habitacle 33. La vanne 32a est ouverte, la vanne 32b est fermée. Les vannes trois voies 46, 47, 48 et 49 sont positionnées de manière à établir trois boucles indépendantes de circulation de liquide caloporteur. La première boucle comprend des canalisations Ib, 51 c, I c, 53a, la circulation de liquide caloporteur dans cette boucle est assurée par la pompe 5. Les calories sont prélevées sur cette boucle par le circuit climatique 4 au travers du condenseur-évaporateur 42a et servent à refroidir la batterie au travers de l'échangeur thermique l l f.
La seconde boucle comprend les canalisations 2b, 52a, 2a, 52b, et la canalisation entre les vannes trois voies 47 et 48. La circulation de liquide caloporteur dans cette boucle est assurée par la pompe 7. Le liquide caloporteur transite par le radiateur 13 où il est rafraîchi par l' air extérieur puisé par le ventilateur 24, puis l' échangeur 12 de conditionnement en température du moteur électrique, avant de revenir à la pompe 7.
La troisième boucle comprend les canalisations 51b, 3a, 51 a et 3c. La circulation de liquide caloporteur dans cette boucle est assurée par la pompe 6, et les échanges thermiques entre cette boucle et le circuit climatique 4 se font au travers du condenseur-évaporateur 41.
La configuration de la figure 18 peut être intéressante tant que la température du liquide caloporteur présent dans le réservoir 50 reste inférieure à celle du liquide caloporteur transitant par le radiateur 13 , ou à la température de l' air extérieur au véhicule. Dans cette configuration, le fluide frigorigène se vaporise en prélevant des calories sur le condenseur-évaporateur 42a, traverse le compresseur 8, passe par le condenseur-évaporateur 42b sans échange thermique notable puisque le liquide caloporteur ne circule pas dans la canalisation l a, puis le fluide frigorigène se liquéfie au niveau du condenseur-évaporateur 43 en cédant de la chaleur à l' air extérieur puisé par le ventilateur 24, et peut céder des calories supplémentaires au niveau du condenseur-évaporateur 41. Tant que la température du liquide caloporteur du réservoir 50 reste inférieure à celle de l' air extérieur au véhicule, on dispose donc d'une source chaude « fraîche » permettant d'optimiser le rendement du circuit climatique 4 par rapport à un circuit climatique dont la source chaude serait par exemple, soit constituée par le circuit comprenant le radiateur 13 et la boucle de refroidissement du moteur, soit constituée par l' air extérieur au véhicule.
La figure 19 illustre un mode de fonctionnement du système de régulation thermique 10 des figures 1 à 18, qui peut être utilisé en été, par exemple quand après être passé par le mode de fonctionnement des figures 16 à 18, la température des liquides caloporteurs présents dans le réservoir 50 est devenue supérieure à celle de l' air extérieur au véhicule. Le circuit climatique 4 est en mode climatisation, c' est-à- dire dans la même configuration que sur la figure 18, les vannes 32a et 32b sont fermées, les vannes trois voies 46, 47, 48, 49 sont positionnées de manière à établir un seul réseau commun de circulation du liquide caloporteur, excluant le réservoir 50 et comprenant les canalisations I c, 2a, 3c, 2b.
La circulation du liquide caloporteur peut être assurée par les pompes 6 et 7 ou par l'une des deux pompes. Le liquide caloporteur transite par l' échangeur thermique 12 de conditionnement en température du moteur, par l' échangeur thermique l l f de conditionnement thermique de la batterie, prélevant des calories dégagées par le moteur électrique par la batterie et prélevant également des calories au niveau du condenseur-évaporateur 41. Le liquide caloporteur est ensuite rafraîchi en traversant le radiateur 13 traversé par l' air puisé par le ventilateur 24. Le circuit climatique 4 dispose de deux sources chaudes : le condenseur-évaporateur 43 traversé par l' air extérieur au véhicule puisé par le ventilateur 24, et condenseur-évaporateur 41 traversé par le liquide caloporteur à température a priori légèrement plus élevée que celle de l' air extérieur. Du fait de la chaleur massique plus élevée du liquide caloporteur par rapport à l' air, la seconde source chaude constituée par le condenseur évaporateur 41 , bien qu'étant à température plus élevée que l'air traversant le condenseur évaporateur 43 , reste cependant intéressante pour prélever des calories supplémentaires sur le circuit climatique 4. Le fluide frigorigène est ensuite vaporisé en traversant le détendeur 9a et le condenseur-évaporateur 40 pour rafraîchir l' air de l'habitacle 33 traversant ce condenseur-évaporateur. Comme sur la figure 18, le fluide frigorigène traverse ensuite le condenseur- évaporateur 42b sans échange thermique notable puisque le liquide caloporteur ne circule pas dans la canalisation l a.
On retrouve sur les figures 20 et 21 des éléments communs aux figures 1 à 19, les mêmes éléments portant alors les mêmes références. Les figures 20 et 21 décrivent un mode de réalisation de l'invention dans lequel un circuit climatique 4 est cette fois muni d'un compresseur 8 et d'un unique détendeur 9, ainsi que d'un condenseur 42b fonctionnant en source chaude et de trois évaporateurs 40, 42a et 43 fonctionnant toujours en source froide vis-à-vis du circuit climatique 4. Le circuit climatique 4 comprend une demi-boucle chaude 61 reliant le compresseur 8 et le détendeur 9 et passant par le condenseur 42b. En amont de l' entrée du compresseur 8 , se trouve une vanne trois voies 66 reliée au détendeur 9 par deux demi-boucles froides 62 et 63. Le fluide arrivant du détendeur 9 traverse d' abord l' évaporateur 42a puis, en fonction de la position de la vanne 66, passe par la demi-boucle 62 en traversant l' évaporateur 40, ou passe par la demi-boucle 63 en traversant l' évaporateur 43. En arrivant de la demi- boucle 62 ou la demi-boucle 63 , le fluide frigorigène traverse ensuite la vanne trois voies 66 et arrive au compresseur 8. L 'évaporateur 43 est réchauffé par l' air extérieur au véhicule puisé au travers de l' évaporateur 43 par un ventilateur 24. L' évaporateur 40 est disposé à l' intérieur de l'habitacle 33 du véhicule et est traversé par l' air de l'habitacle puisé par un ventilateur 25. L ' évaporateur 42a et le condenseur 42b sont traversés par les canalisations 71 et 72 d'un réseau de canalisations 70 aptes à transporter un même liquide caloporteur, la circulation du liquide caloporteur dans le réseau de canalisations 70 étant assurée par une ou plusieurs parmi trois pompes 5 , 6 et 7.
Dans le réseau de canalisations sont interposés, sur trois canalisations différentes, un échangeur thermique 12 permettant de conditionner en température un moteur électrique, un échangeur thermique 1 I f permettant de conditionner en température une batterie d' accumulateur électrique, et un radiateur 13 d' échange thermique entre le liquide caloporteur et l' air extérieur au véhicule. Le radiateur 13 est traversé par l' air extérieur puisé par le ventilateur 24, et est muni de volets mobiles 30. Sur deux des canalisations, se trouvent des vannes 32a et 32b permettant d'interrompre ou de rétablir la circulation de liquide caloporteur dans la canalisation. A cinq nœuds du réseau de canalisations, se trouvent des vannes trois voies 64, 65 , 67, 68, 69 qui permettent d'établir des boucles de circulation du liquide caloporteur, les boucles de circulation pouvant être couplées ou découplées.
La pompe 5 se trouve sur la canalisation 71 en amont de l' évaporateur 42a, la pompe 6 se trouve sur la canalisation 72 en amont du condenseur 42b, la pompe 7 se trouve sur une autre canalisation en amont du radiateur 13. Dans la configuration de la figure 20, la vanne trois voies 66 du circuit climatique 4 est positionnée de manière à envoyer le fluide frigorigène dans la demi- boucle 63. Le fluide frigorigène ne circule donc pas dans la demi- boucle 62 traversant l'habitacle 33. Une boucle de circulation de liquide caloporteur est établie entre la pompe 6, le condenseur 42b et un échangeur thermique I l e disposé à l'intérieur de l'habitacle 33. Sur cette boucle de circulation est aussi disposée une résistance CTP 27b, qui est ici inactive. Les calories prélevées sur le circuit frigorifique 4 par le condenseur 42b sont cédées à l'air de l'habitacle puisé au travers de l' échangeur I l e par le ventilateur 25. Ces calories sont prélevées par le circuit climatique 4, d'une part, au niveau de l' évaporateur 43 en contact avec l' air extérieur au véhicule, et, d'autre part, sur l'évaporateur 42a dans lequel transite du liquide caloporteur arrivant de trois boucles de circulation couplées. Une de ces boucles traverse l'échangeur thermique 12 de conditionnement en température du moteur, l' autre traverse l' échangeur thermique l l f de conditionnement en température de la batterie, et la troisième traverse un réservoir 50 de stockage du liquide caloporteur. Le mode de fonctionnement décrit la figure 20 est un mode de fonctionnement d'hiver qui permet de chauffer la température de l'habitacle en récupérant les calories dégagées par le moteur électrique et par la batterie, et en tirant partie de calories préalablement stockées dans le liquide caloporteur présent notamment dans le réservoir 50. En fonction de la température de l' air extérieur, les volets 30 du radiateur 13 peuvent être ouverts ou fermés, et le ventilateur 24 pourrait être activé ou désactivé afin d'utiliser uniquement l' évaporateur 42a en source froide ou d'utiliser simultanément les évaporateurs 42a et 43 en source froide.
La figure 21 décrit un mode de fonctionnement du système de régulation thermique 10 de la figure 20, qui peut être utilisé en été quand la température souhaitée dans l'habitacle est inférieure à la température extérieure au véhicule. Ce mode de fonctionnement peut être utilisé après avoir effectué une étape de pré-conditionnement du système, par exemple pendant que le véhicule est connecté à un réseau électrique extérieur en vue de recharger sa batterie, et abaissé la température du liquide caloporteur présent dans le réservoir 50 à une température inférieure à la température extérieure au véhicule. Dans la configuration de la figure 21 , la pompe 7 est active, la vanne 32b est fermée, la vanne 32a est ouverte et les vannes trois voies 64, 65 , 67, 68, 69 sont configurées de manière à établir une boucle indépendante de circulation de liquide caloporteur de la pompe 7 vers l' échangeur thermique 12 de conditionnement en température du moteur, puis vers le radiateur 13 d' échange avec l'air extérieur au véhicule. Les volets du radiateur 30 sont ouverts et le ventilateur 24 puise l'air extérieur au travers du radiateur 13. Les vannes trois voies sont également positionnées de manière à permettre l' établissement d'une autre boucle indépendante de circulation du liquide caloporteur, allant de la pompe
6 vers le condenseur 42b puis vers le réservoir de stockage thermique 50, avant de retourner à nouveau à la pompe 6.
Une autre boucle de circulation indépendante de liquide caloporteur s' établit de la pompe 5 en passant par une résistance CTP 27, puis par l' évaporateur 42a, puis par l' échangeur thermique l l f de conditionnement en température de la batterie, avant de retourner à la pompe 5. La vanne 66 du circuit climatique 4 est positionnée de manière à envoyer le fluide frigorigène au travers de la demi-boucle 62 et de l'habitacle 33 , que le fluide frigorigène traverse au travers de l' évaporateur 40, après être passé dans un premier temps au travers de l' évaporateur 42a. Le fluide frigorigène ne circule donc pas dans la demi-boucle 63 ni dans l'évaporateur 43. Le fluide frigorigène, après être passé par le détendeur 9, se vaporise pour partie dans l' évaporateur 42a en abaissant la température du liquide caloporteur de la boucle de circulation transitant par l' échangeur thermique l l f de conditionnement en température de la batterie. Le fluide frigorigène continue ensuite de se vaporiser en abaissant la température de l' air de l'habitacle 33 puisé par le ventilateur 25 au travers de l' évaporateur 40, abaissant ainsi la température de l'air de l'habitacle, revient au compresseur 8. Le compresseur 8 renvoie le fluide frigorigène à pression plus élevée vers le condenseur 42b, où le fluide frigorigène se liquéfie en cédant les calories qu'il a emmagasinées au liquide caloporteur « pré-refroidi » transitant par le réservoir de stockage 50. Le moteur électrique est donc refroidi indépendamment du fonctionnement du circuit climatique 4, et l' air de l'habitacle ainsi que la batterie sont refroidis au moyen du circuit climatique 4 dont le rendement est amélioré grâce aux frigories stockées dans le liquide caloporteur transitant par le réservoir 50 et le condenseur 42b. Cette configuration peut notamment être intéressante quand la température du liquide caloporteur présent dans le réservoir 50 est supérieure à la température de l' air souhaité dans l'habitable, mais néanmoins inférieure à la température du liquide caloporteur transitant par le radiateur 13.
L 'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits, et peut faire l'objet de nombreuses variantes. D ' autres éléments du véhicule, notamment d' autres organes électriques peuvent disposer d' échangeur thermique ou de condenseur-évaporateur de conditionnement en température. L'invention peut s 'appliquer à un véhicule à propulsion exclusivement électrique, à un véhicule hybride, voire à un véhicule disposant d'un moteur thermique, en vue de réduire la consommation totale d' énergie et donc la consommation en carburant de ce véhicule. De nombreux autres modes de fonctionnement peuvent être appliqués y compris pour les systèmes décrits sur les figures 1 à 21. Par exemple, avant de démarrer le véhicule par une journée tempérée, l' étape de recharge de la batterie peut s' accompagner d'une mise en route d'un circuit climatique en mode climatisation, afin de refroidir du liquide caloporteur circulant au travers d'un échangeur thermique de conditionnement en température de la batterie. On évite ainsi une surchauffe de la batterie pendant la phase de recharge, et s' abstient de consommer de l' énergie supplémentaire, que ce soit pour stocker des calories et des frigories dans un plus gros volume de liquide caloporteur, ou pour conditionner en température l' air de l'habitacle.
On peut envisager d' ajouter d' autres CTP complémentaires en d' autres points du circuit du liquide caloporteur et on peut également envisager d' ajouter des CTP permettant de chauffer directement l' air de l'habitacle. Le conditionnement en température de l' air de l'habitacle peut aussi être obtenu uniquement au moyen d'un évaporateur et d'un condenseur du circuit climatique, sans faire passer le circuit de liquide caloporteur dans l'habitacle. Les boucles "froides" (i.e. , plus froides que l'air extérieur au véhicule) de liquide caloporteur peuvent alors être dédiées uniquement aux organes électriques et à la batterie du véhicule.
On peut envisager de réguler le chauffage de l'air de l'habitacle au moyen d'un condenseur du circuit climatique associé à une résistance CTP sur l'air de l'habitacle, et de réguler le refroidissement de l'air de l'habitacle au travers d'un échangeur du circuit de liquide caloporteur.
On peut envisager de réguler le rafraîchissement de l'air de l'habitacle au moyen d'un évaporateur du circuit climatique, et de réguler le chauffage de l'air de l'habitacle au travers d'un échangeur du circuit de liquide caloporteur, éventuellement couplé à une résistance CTP, disposée sur le circuit caloporteur ou réchauffant directement l'air de l'habitacle.
On peut prévoir une circulation de liquide caloporteur reliant directement un échangeur thermique avec le moteur du véhicule, et un échangeur thermique avec l'air de l'habitacle.
On peut envisager des variantes de l'invention comprenant une boucle frigorifique simple, non réversible, mais avec des possibilités de modulation des circulations de liquide caloporteur, permettant alternativement de connecter la source froide et la source chaude de la boucle frigorifique, l'une, avec une boucle de liquide caloporteur transitant par l'habitacle, l'autre, avec une boucle de liquide caloporteur servant de boucle de stockage thermique.
Le liquide caloporteur peut être plus généralement remplacé par un fluide de régulation thermique susceptible de changer de phase.
Le système de régulation thermique suivant l'invention permet de gérer les températures aussi bien de l'habitacle que du compartiment moteur, en optimisant les potentiels de récupération entre l'habitacle et le moteur, de calories ou de frigories par la pompe à chaleur, et en maximisant le rendement de la pompe à chaleur. Le système permet en outre de stocker sous forme de chaleur massique, avant le démarrage du véhicule, une certaine quantité de calories ou de frigories qui ne seront pas, de ce fait, prélevées sur l'énergie de la batterie. On améliore ainsi à la fois l'énergie totale consommée et l'autonomie du véhicule.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système ( 10) de régulation thermique de l'habitacle et des organes électriques d'un véhicule automobile propulsé totalement ou partiellement par un moteur électrique alimenté par une batterie, le système comprenant un circuit (3) de fluide de régulation thermique couplé à un moyen de chauffage (27) et/ou à un moyen de refroidissement (4) le rendant apte à emmagasiner des calories ou des frigories lorsque le système ( 10) est branché sur un réseau électrique extérieur au véhicule, ce circuit de fluide étant apte à céder des calories et/ou des frigories à l'air de l'habitacle (33) du véhicule, de manière alternée soit au travers d'un échangeur thermique ( I l e, l l f) entre le circuit et l'air de l'habitacle, soit par l'intermédiaire d'un circuit climatique (4) formant pompe à chaleur et/ou système de climatisation.
2. Système ( 10) de régulation thermique suivant la revendication 1 , comprenant :
-un premier circuit autonome ( 1 ) de fluide de régulation thermique de l'habitacle (33), alimenté par une première pompe (5) et traversant un premier échangeur thermique ( I l e, l l f) permettant de conditionner en température un flux d'air entrant dans l'habitacle (33), ou permettant de conditionner en température la batterie,
-un deuxième circuit autonome (2) de fluide de régulation thermique du moteur, alimenté par une deuxième pompe (7), traversant un radiateur ( 13) d'échange thermique avec l'air extérieur au véhicule, et traversant un deuxième échangeur thermique ( 12) de conditionnement en température du moteur,
-un troisième circuit (3) de fluide de stockage thermique, qui peut être alternativement connecté au premier circuit ( 1 ) et/ou être connecté à l'échangeur thermique ( 12) de conditionnement en température du moteur, et qui peut à d'autres moments constituer une boucle autonome séparée de circulation de fluide,
- un circuit climatique (4) formant pompe à chaleur et/ou système de climatisation, apte à prélever par un premier condenseur- évaporateur (41 ) des calories ou frigories sur le troisième circuit (3) de fluide, et à céder ces calories/frigories par un deuxième condenseur-évaporateur (42, 42a, 42b) au premier circuit ( 1 ) de fluide,
- au moins un élément de chauffage électrique (27, 27a, 27b) relié soit au premier circuit ( 1 ) de fluide, soit au troisième circuit (3) de fluide, et permettant d'élever de plusieurs dizaines de degrés Celsius la température du troisième circuit (3), ou la température des deux circuits connectés entre eux.
3. Système ( 10) de régulation thermique suivant la revendication 2, comportant au moins trois vannes trois voies ( 15 , 16,
17, 18 , 44, 46, 47, 48, 49, 64, 65 , 67, 68 , 69) ou trois dispositifs équivalents, permettant notamment d'interrompre les échanges de fluide entre le premier circuit ( 1 ) et le troisième circuit (3), et permettant en même temps d'obtenir alternativement les configurations suivantes, consistant à :
- soit établir une circulation de fluide entre l'échangeur thermique ( 12) de conditionnement en température du moteur, le premier condenseur-évaporateur (41 ), et le troisième circuit (3) de fluide,
- soit établir une circulation de fluide entre le radiateur d'échange thermique ( 13) avec l'air extérieur au véhicule et le premier condenseur-évaporateur (41 ), la circulation de fluide de ces deux éléments étant alors isolée du troisième circuit (3) de fluide,
- soit établir une circulation de fluide entre le radiateur d'échange thermique ( 13) avec l'air extérieur au véhicule, l'échangeur thermique ( 12) de conditionnement en température du moteur et le premier condenseur-évaporateur (41 ), la circulation de fluide de ces trois éléments étant alors isolée du troisième circuit (3) de fluide.
4. Système ( 10) de régulation thermique suivant la revendication 3 , dans lequel les vannes trois voies ( 17, 18, 47, 48, 49,
65 , 67, 69) permettent également d'interrompre ou de rétablir la circulation de fluide entre le deuxième circuit (2) et le troisième circuit (3).
5. Système ( 10) de régulation thermique suivant l'une des revendications précédentes, le troisième circuit (3) comprenant en outre une vanne (32) et une canalisation de by-pass (31 ) permettant d'exclure le premier condenseur-évaporateur (41 ) de ce circuit (3).
6. Système ( 10) de régulation thermique suivant la revendication précédente, le troisième circuit (3) comprenant plusieurs vannes (32a, 32b) et plusieurs canalisations (3a, 3b) de by-pass permettant d'exclure au choix un ou plusieurs condenseurs- évaporateurs (42a, 42b) de ce circuit (3).
7. Système ( 10) de régulation thermique suivant l'une des revendications précédentes, comportant un capteur de température d'air extérieur, comportant un capteur thermique disposé au niveau du premier circuit de fluide ( 1 ) ou dans l'habitacle (33) du véhicule, comportant un capteur thermique disposé au niveau du deuxième circuit de fluide (2) ou au niveau de l'échangeur thermique ( 12) de conditionnement en température du moteur, et comportant un capteur thermique disposé au niveau du troisième circuit de fluide (3).
8. Système ( 10) de régulation thermique suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel le volume du fluide compris dans le troisième circuit (3) est supérieur au volume de fluide compris dans le premier circuit ( 1 ) et au volume de fluide compris dans le deuxième circuit (2).
9. Système ( 10) de régulation thermique suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel le troisième circuit de fluide (3) comporte un échangeur thermique avec un moyen d'accumulation thermique tel qu'un accumulateur thermique à transformation de phase.
10. Procédé de régulation thermique de l'habitacle (33) et des organes électriques d'un véhicule automobile propulsé totalement ou partiellement par un moteur électrique alimenté par une batterie, au moyen d'un dispositif comprenant un circuit de canalisations ( l a, Ib,
I c, 3a, 3b, 3c, 2a, 2b, 51 a, 51b, 51 c, 52a, 52b, 53a, 53b, 523 , 70) de fluide de régulation thermique, couplé à un moyen de chauffage (27, 27a, 27b) et/ou à un moyen de refroidissement (4), comprenant les étapes suivantes : - emmagasiner des calories ou des frigories dans le circuit de fluide lorsque le véhicule est branché sur un réseau électrique extérieur au véhicule, notamment en vue de recharger sa batterie,
- fournir ensuite des calories (respectivement, des frigories) à l'air de l'habitacle (33) à partir du circuit de fluide
- dans un premier temps au travers d'un échangeur thermique ( I l e, l l f) entre le circuit et l'air de l'habitacle (33),
- puis par l'intermédiaire d'un circuit climatique (4) formant pompe à chaleur et/ou système de climatisation.
1 1. Procédé de régulation thermique de l'habitacle (33) et des organes électriques d'un véhicule automobile propulsé totalement ou partiellement par un moteur électrique alimenté par une batterie, le véhicule étant équipé de :
- un premier circuit autonome ( 1 ) de fluide de régulation thermique de l'habitacle (33), alimenté par une première pompe (5) et traversant un premier échangeur thermique ( I l e, l l f) permettant de conditionner en température un flux d'air entrant dans l'habitacle (33), ou permettant de conditionner en température la batterie,
- un deuxième circuit autonome (2) de fluide de régulation thermique du moteur, alimenté par une deuxième pompe (7), traversant un radiateur ( 13) d'échange thermique avec l'air extérieur au véhicule, et traversant un deuxième échangeur thermique ( 12) de conditionnement en température du moteur,
- un troisième circuit (3) de fluide de stockage thermique, qui peut être alternativement connecté au premier circuit ( 1 ) et/ou être connecté à l'échangeur thermique ( 12) de conditionnement en température du moteur, et qui peut à d'autres moments constituer une boucle autonome séparée de circulation de fluide,
- un circuit climatique (4) formant pompe à chaleur et/ou système de climatisation, apte à prélever par un premier condenseur- évaporateur (41 ) des calories/frigories sur le troisième circuit de fluide (3), et à céder ces calories/frigories par un deuxième condenseur-évaporateur (42, 42a, 42b) au premier circuit de fluide ( 1 ), le procédé comprenant les étapes suivantes : - avant le démarrage du véhicule, on utilise l'énergie d'un réseau électrique externe au véhicule pour accumuler, à l'aide de l'élément de chauffage (27, 27a, 27b) ou à l'aide du circuit climatique (4), des calories (respectivement, des frigories) dans le troisième circuit (3) de fluide de stockage thermique, éventuellement relié au premier circuit ( 1 ), en élevant (respectivement, en abaissant) la température de ce circuit par rapport à la température de l'air extérieur au véhicule,
- après le démarrage du véhicule, on inactive le circuit climatique (4), on relie le troisième circuit (3) au premier circuit ( 1 ) et/ou à l'échangeur thermique ( 12) de conditionnement en température du moteur, et on utilise les calories (respectivement, les frigories) emmagasinées dans le troisième circuit (3) de fluide pour conditionner en température l'habitacle (33) plus, éventuellement, le moteur et/ou la batterie,
- quand la température du fluide du troisième circuit (3) franchit un écart minimum de différence avec la température de l'air de l'habitacle (33), on découple la circulation de fluide entre le premier circuit ( 1 ) et le troisième circuit (3), et on fait fonctionner la pompe à chaleur (4) ou le système de climatisation (4), d'abord entre le premier circuit ( 1 ) ou l'habitacle (33) et le troisième circuit (3), puis entre le premier circuit ( 1 ) ou l'habitacle (33) et au moins une partie du deuxième circuit (2), la circulation de fluide des canalisations propres au troisième circuit (3) étant alors désactivée.
12. Procédé de régulation thermique suivant la revendication
1 1 , dans lequel on compare entre elles la température de l'air extérieur, une température au niveau de l'échangeur thermique ( 12) du moteur, une température dans l'habitacle (33) du véhicule, et une température du troisième circuit (3) de fluide, pour décider les modalités de connexion des premier ( 1 ), deuxième (2) et troisième (3) circuit de fluide, et pour décider du mode de fonctionnement ou de l'absence de fonctionnement du circuit climatique (4).
PCT/FR2010/051184 2009-08-07 2010-06-15 Système de régulation thermique globale pour véhicule automobile à propulsion électrique WO2011015734A1 (fr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201080044662.9A CN102548780B (zh) 2009-08-07 2010-06-15 用于电力推进式机动车辆的总体热控制的系统
US13/389,345 US20120174602A1 (en) 2009-08-07 2010-06-15 System for the overall control of heat for electrically propelled motor vehicle
JP2012523361A JP5667630B2 (ja) 2009-08-07 2010-06-15 電動自動車の熱の全体制御のためのシステム及び方法
EP10738008A EP2461993A1 (fr) 2009-08-07 2010-06-15 Système de régulation thermique globale pour véhicule automobile à propulsion électrique

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0955566 2009-08-07
FR0955566A FR2948898B1 (fr) 2009-08-07 2009-08-07 Systeme de regulation thermique globale pour vehicule automobile a propulsion electrique.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011015734A1 true WO2011015734A1 (fr) 2011-02-10

Family

ID=41527697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2010/051184 WO2011015734A1 (fr) 2009-08-07 2010-06-15 Système de régulation thermique globale pour véhicule automobile à propulsion électrique

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20120174602A1 (fr)
EP (1) EP2461993A1 (fr)
JP (1) JP5667630B2 (fr)
CN (1) CN102548780B (fr)
FR (1) FR2948898B1 (fr)
WO (1) WO2011015734A1 (fr)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012224138A (ja) * 2011-04-18 2012-11-15 Toyota Motor Corp 冷却装置
EP2599651A1 (fr) * 2011-12-01 2013-06-05 Magna E-Car Systems GmbH & Co OG Système de chauffage/refroidissement pour une batterie de véhicule automobile et procédé de fonctionnement associé
DE102012209370A1 (de) * 2012-06-04 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erniedrigung der Lufttemperatur eines Motorraums eines Fahrzeugs
EP2461992B1 (fr) * 2009-08-07 2014-01-01 Robert Bosch GmbH Dispositif de thermorégulation pour véhicule à moteur
FR3074272A1 (fr) * 2017-11-28 2019-05-31 Valeo Systemes Thermiques Circuit de gestion thermique d'un vehicule hybride ou electrique
EP3845402A1 (fr) * 2020-01-06 2021-07-07 LG Electronics, Inc. Dispositif de pompe à chaleur pour véhicule électrique

Families Citing this family (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5197713B2 (ja) * 2010-10-28 2013-05-15 三菱電機株式会社 冷却システム
WO2013045089A1 (fr) 2011-09-30 2013-04-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Conditionnement thermique d'un véhicule automobile comportant en particulier un entraînement électrique
FR2987315B1 (fr) * 2012-02-24 2014-03-07 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de conditionnement thermique d'un habitacle et d'une chaine de traction d'un vehicule.
DE102012215971A1 (de) * 2012-09-10 2014-05-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum thermischen Konditionieren eines Verbrennungsmotors und/oder eines Fahrgastraums eines Fahrzeugs sowie Fahrzeug
US10202019B2 (en) 2013-01-30 2019-02-12 Hanon Systems HVAC blower
US9914339B2 (en) 2013-01-30 2018-03-13 Hanon Systems Supplemental thermal storage
US9682608B2 (en) 2013-01-30 2017-06-20 Hanon Systems Supplemental heating and cooling sources for a heating, ventilation and air conditioning system
JP6156776B2 (ja) * 2013-02-19 2017-07-05 スズキ株式会社 車両用空調制御装置
JP6083304B2 (ja) * 2013-04-03 2017-02-22 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
WO2014180488A1 (fr) * 2013-05-08 2014-11-13 Volvo Truck Corporation Système de gestion d'énergie pour un véhicule non ferroviaire
JP5866699B2 (ja) * 2013-07-25 2016-02-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 車両用空調装置およびその構成ユニット
US10131205B2 (en) * 2013-08-26 2018-11-20 Ford Global Technologies, Llc Climate control system
JP6015636B2 (ja) * 2013-11-25 2016-10-26 株式会社デンソー ヒートポンプシステム
FR3015012B1 (fr) * 2013-12-16 2016-09-02 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de conditionnement thermique d'un habitacle et/ou d'un organe d'un vehicule automobile
DE102013227034A1 (de) * 2013-12-20 2015-06-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermomanagement für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug sowie ein Verfahren zur Konditionierung des Innenraums eines solchen Kraftfahrzeugs
JP6197657B2 (ja) * 2014-01-14 2017-09-20 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
JP6197671B2 (ja) 2014-01-29 2017-09-20 株式会社デンソー 空調装置
JP6314821B2 (ja) * 2014-01-29 2018-04-25 株式会社デンソー 車両用空調装置
DE102014205030A1 (de) 2014-03-18 2015-09-24 MAHLE Behr GmbH & Co. KG Klimaanlage
WO2015139663A1 (fr) 2014-03-21 2015-09-24 台湾立凯绿能移动股份有限公司 Système de régulation de température pour voiture électrique
US20150283914A1 (en) * 2014-04-04 2015-10-08 Ford Global Technologies, Llc Method and system for vehicle battery environment control
FR3022497B1 (fr) * 2014-06-24 2018-01-12 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de gestion thermique de vehicule automobile et procede de pilotage correspondant
JP6390223B2 (ja) * 2014-07-09 2018-09-19 株式会社デンソー 車両用温度調整装置
DE102014113526A1 (de) * 2014-09-19 2016-03-24 Halla Visteon Climate Control Corporation Klimatisierungssystem für ein Kraftfahrzeug
FR3027557A1 (fr) * 2014-10-24 2016-04-29 Renault Sa Dispositif de regulation thermique de l'air de l'habitacle et de composants d'un vehicule automobile propulse totalement ou partiellement par un moteur electrique
DE102014226346A1 (de) * 2014-12-18 2016-06-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Wärmesystem für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug
JP6398764B2 (ja) * 2015-02-06 2018-10-03 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
WO2017038593A1 (fr) * 2015-09-03 2017-03-09 株式会社デンソー Dispositif de gestion de chaleur pour véhicule
JP6524982B2 (ja) * 2015-09-03 2019-06-05 株式会社デンソー 車両用熱管理装置
JP6399060B2 (ja) * 2015-10-29 2018-10-03 株式会社デンソー ヒートポンプシステム
DE102015222267A1 (de) * 2015-11-11 2017-05-11 Mahle International Gmbh Klimaanlage
JP6493370B2 (ja) * 2016-01-25 2019-04-03 株式会社デンソー ヒートポンプシステム
JP6465082B2 (ja) * 2016-07-29 2019-02-06 トヨタ自動車株式会社 車両構造
CN106335340A (zh) * 2016-08-29 2017-01-18 博耐尔汽车电气系统有限公司 一种热泵汽车空调
FR3055249B1 (fr) * 2016-08-30 2018-09-14 Valeo Systemes Thermiques Circuit de climatisation inversible indirect de vehicule automobile et procede de fonctionnement correspondant
KR101875651B1 (ko) * 2016-09-13 2018-07-06 현대자동차 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템
CN107487145B (zh) * 2016-09-19 2020-01-17 宝沃汽车（中国）有限公司 一种冷却系统及具有该冷却系统的车辆
US10739024B2 (en) * 2017-01-11 2020-08-11 Semco Llc Air conditioning system and method with chiller and water
JP6624107B2 (ja) * 2017-02-10 2019-12-25 株式会社豊田中央研究所 車両の熱管理制御装置、熱管理制御プログラム
CN107152890B (zh) * 2017-04-18 2019-01-11 南京航空航天大学 一种模块化复合型高能武器散热系统及其控制方法
CN109425158B (zh) * 2017-08-29 2021-09-07 杭州三花研究院有限公司 控制方法以及控制系统
CN107719151B (zh) * 2017-08-30 2020-07-03 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 储热系统、储热系统的控制方法和车辆
DE102017215457B4 (de) * 2017-09-04 2022-10-27 Mahle International Gmbh Klimaanlage eines Fahrzeugs
CN107453008B (zh) * 2017-09-14 2023-08-04 一汽-大众汽车有限公司 一种纯电动车用电池包加热系统及其控制方法
WO2019078767A1 (fr) * 2017-10-18 2019-04-25 Nor Green Tech Concept Ab Système de chauffage de moteur actionné avec au moins un accumulateur
KR102474356B1 (ko) * 2017-11-10 2022-12-05 현대자동차 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템
KR102496797B1 (ko) * 2017-12-11 2023-02-06 현대자동차 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템
FR3077377A1 (fr) * 2018-01-31 2019-08-02 Valeo Systemes Thermiques Procede de controle d'un systeme de traitement thermique d'un element d'une chaine de traction electrique de vehicule
GB2571263B (en) * 2018-02-16 2020-05-27 Jaguar Land Rover Ltd Apparatus and method for low grade heat recovery in an electric vehicle
KR20190120936A (ko) * 2018-04-17 2019-10-25 한온시스템 주식회사 차량의 열관리 시스템
CN108466532A (zh) * 2018-06-11 2018-08-31 东风小康汽车有限公司重庆分公司 一种混合动力车辆温度控制系统
CN110758043B (zh) * 2018-07-25 2023-07-28 蔚来控股有限公司 车用热管理系统、车用热管理方法及车辆
DE102018121390A1 (de) * 2018-09-03 2020-03-05 Hanon Systems Thermomanagementanordnung für Fahrzeuge sowie Verfahren zum Betreiben einer Thermomanagementanordnung
FR3085624B1 (fr) * 2018-09-12 2020-12-25 Valeo Systemes Thermiques Circuit de liquide caloporteur
CN109163472B (zh) * 2018-09-30 2024-05-03 中国科学院广州能源研究所 一种电动汽车多源热管理系统
SE544022C2 (en) * 2018-10-16 2021-11-02 Scania Cv Ab Cooling system and a vehicle comprising said cooling system
WO2020099738A1 (fr) * 2018-11-16 2020-05-22 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de régulation thermique d'un composant électronique
KR102633864B1 (ko) * 2018-12-06 2024-02-05 현대자동차 주식회사 차량용 배터리 냉각 시스템
KR102633867B1 (ko) * 2018-12-10 2024-02-05 현대자동차 주식회사 차량용 히트펌프 시스템
WO2020175263A1 (fr) 2019-02-28 2020-09-03 株式会社デンソー Système de gestion de chaleur
CN109795719A (zh) * 2019-03-13 2019-05-24 常州微焓热控科技有限公司 一种卫星热控系统用液冷散热控制装置
DE102019107194A1 (de) * 2019-03-20 2020-09-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuerungssystem für ein Wärmesystem sowie Verfahren zum Betrieb eines Wärmesystems
CN112406494B (zh) * 2019-08-23 2022-08-09 华为技术有限公司 用于汽车的热管理系统以及基于该系统的热管理方法
EP4031824A4 (fr) * 2019-09-18 2024-02-14 Canoo Tech Inc Systèmes de gestion thermique pour plateformes de véhicules électriques
JP7415683B2 (ja) * 2020-03-10 2024-01-17 トヨタ自動車株式会社 車載温調システム
CN112428768B (zh) * 2020-05-29 2024-06-11 杭州三花研究院有限公司 热管理系统
CN111716995A (zh) * 2020-07-02 2020-09-29 重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司 电动汽车的空调和动力电池的加热系统、方法和电动汽车
CN111959348A (zh) * 2020-08-27 2020-11-20 重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司 一种用于电动汽车动力电池的加热控制系统及方法
CN113547896A (zh) * 2020-09-30 2021-10-26 株式会社电装 具有电池加热功能的车载空调系统
US11530857B2 (en) * 2020-11-10 2022-12-20 Rheem Manufacturing Company Air conditioning reheat systems and methods thereto
US11685233B2 (en) * 2021-03-26 2023-06-27 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Temperature regulation for a vehicle power system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3019786A1 (de) * 1980-05-23 1981-12-03 Webasto-Werk W. Baier GmbH & Co, 8035 Gauting Einrichtung zur waermespeicherheizung bei fahrzeugen
FR2709097A1 (fr) 1993-08-19 1995-02-24 Daimler Benz Ag Dispositif pour climatiser l'habitacle et refroidir le système moteur de véhicules électriques.
DE19609048A1 (de) * 1996-03-08 1997-09-11 Daimler Benz Ag Heizungs- und Klimatisierungseinrichtung für Kraftfahrzeuge
DE19912139C1 (de) * 1999-03-18 2000-05-25 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zum Klimatisieren eines Nutzraumes in einem Fahrzeug, insbesondere einer Fahrgastzelle eines Elektrofahrzeugs
EP1302731A1 (fr) 2001-10-12 2003-04-16 Peugeot Citroen Automobiles SA Dispositif de régulation thermique pour véhicule automobile
FR2850060A1 (fr) 2003-01-22 2004-07-23 Renault Sa Dispositif et procede de regulation thermique de l'habitacle d'un vehicule automobile

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6622505B2 (en) * 2001-06-08 2003-09-23 Thermo King Corporation Alternator/invertor refrigeration unit
JP3659213B2 (ja) * 2001-10-30 2005-06-15 日産自動車株式会社 車両用冷却装置
JP3953377B2 (ja) * 2002-07-16 2007-08-08 トヨタ自動車株式会社 空調装置
US20050184167A1 (en) * 2004-02-24 2005-08-25 Stanley Bach Heating, ventilating, and air-conditioning system utilizing a pressurized liquid and a fluid-turbine generator
US6964178B2 (en) * 2004-02-27 2005-11-15 Denso Corporation Air conditioning system for vehicle
JP4361889B2 (ja) * 2005-04-11 2009-11-11 株式会社デンソー リーク検査装置及び燃料蒸気処理装置
US7779639B2 (en) * 2006-08-02 2010-08-24 Bsst Llc HVAC system for hybrid vehicles using thermoelectric devices
US20080264088A1 (en) * 2007-04-24 2008-10-30 Hirsch Arthur E Reversible mode vehicle heating and cooling system for vehicles and method therefor
JP2011112312A (ja) * 2009-11-30 2011-06-09 Hitachi Ltd 移動体の熱サイクルシステム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3019786A1 (de) * 1980-05-23 1981-12-03 Webasto-Werk W. Baier GmbH & Co, 8035 Gauting Einrichtung zur waermespeicherheizung bei fahrzeugen
FR2709097A1 (fr) 1993-08-19 1995-02-24 Daimler Benz Ag Dispositif pour climatiser l'habitacle et refroidir le système moteur de véhicules électriques.
DE19609048A1 (de) * 1996-03-08 1997-09-11 Daimler Benz Ag Heizungs- und Klimatisierungseinrichtung für Kraftfahrzeuge
DE19912139C1 (de) * 1999-03-18 2000-05-25 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zum Klimatisieren eines Nutzraumes in einem Fahrzeug, insbesondere einer Fahrgastzelle eines Elektrofahrzeugs
EP1302731A1 (fr) 2001-10-12 2003-04-16 Peugeot Citroen Automobiles SA Dispositif de régulation thermique pour véhicule automobile
FR2850060A1 (fr) 2003-01-22 2004-07-23 Renault Sa Dispositif et procede de regulation thermique de l'habitacle d'un vehicule automobile

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2461992B1 (fr) * 2009-08-07 2014-01-01 Robert Bosch GmbH Dispositif de thermorégulation pour véhicule à moteur
JP2012224138A (ja) * 2011-04-18 2012-11-15 Toyota Motor Corp 冷却装置
US9612041B2 (en) 2011-04-18 2017-04-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle battery charging cooling apparatus
EP2599651A1 (fr) * 2011-12-01 2013-06-05 Magna E-Car Systems GmbH & Co OG Système de chauffage/refroidissement pour une batterie de véhicule automobile et procédé de fonctionnement associé
DE102012209370A1 (de) * 2012-06-04 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erniedrigung der Lufttemperatur eines Motorraums eines Fahrzeugs
FR2991382A1 (fr) * 2012-06-04 2013-12-06 Bosch Gmbh Robert Procede pour abaisser la temperature de l'air dans l'enceinte d'un moteur d'un vehicule
FR3074272A1 (fr) * 2017-11-28 2019-05-31 Valeo Systemes Thermiques Circuit de gestion thermique d'un vehicule hybride ou electrique
WO2019106258A1 (fr) * 2017-11-28 2019-06-06 Valeo Systemes Thermiques Circuit de gestion thermique d'un vehicule hybride ou electrique
CN111788437A (zh) * 2017-11-28 2020-10-16 法雷奥热系统公司 用于混合动力车辆或电动车辆的热管理的回路
CN111788437B (zh) * 2017-11-28 2022-04-08 法雷奥热系统公司 用于混合动力车辆或电动车辆的热管理的回路
US11479079B2 (en) 2017-11-28 2022-10-25 Valeo Systemes Thermiques Circuit for the thermal management of a hybrid or electric vehicle
EP3845402A1 (fr) * 2020-01-06 2021-07-07 LG Electronics, Inc. Dispositif de pompe à chaleur pour véhicule électrique

Also Published As

Publication number Publication date
US20120174602A1 (en) 2012-07-12
FR2948898A1 (fr) 2011-02-11
EP2461993A1 (fr) 2012-06-13
JP2013500903A (ja) 2013-01-10
JP5667630B2 (ja) 2015-02-12
CN102548780A (zh) 2012-07-04
CN102548780B (zh) 2016-04-13
FR2948898B1 (fr) 2012-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2461993A1 (fr) Système de régulation thermique globale pour véhicule automobile à propulsion électrique
EP2258571B1 (fr) Dispositif d'échange thermique et système de gestion thermique
EP2632748B1 (fr) Dispositif de conditionnement thermique d'une chaîne de traction et d'un habitacle de véhicule
EP2263894B1 (fr) Système de gestion thermique comprenant une boucle de climatisation et un circuit de fluide caloporteur
EP2437955B1 (fr) Dispositif et procédé de gestion thermique multifonction d'un véhicule électrique
EP3727910B1 (fr) Procédé de fonctionnement d'un système de régulation thermique d'un véhicule automobile à propulsion électrique ou hybride
EP2582534B1 (fr) Système de conditionnement thermique d'un véhicule automobile
FR3004387A1 (fr) Systeme de regulation thermique de l'habitacle d'un vehicule electrique
EP2625052B1 (fr) Dispositif de régulation thermique de l'habitacle d'un véhicule automobile
FR3027557A1 (fr) Dispositif de regulation thermique de l'air de l'habitacle et de composants d'un vehicule automobile propulse totalement ou partiellement par un moteur electrique
FR3075705A1 (fr) Circuit de fluide refrigerant pour vehicule, adapte a une charge rapide d’un dispositif de stockage electrique
WO2012136929A1 (fr) Vehicule hybride muni d'un systeme de regulation thermique d'une boite de vitesses automatique
FR2905310A1 (fr) Systeme de climatisation pour vehicule automobile
EP4100268A1 (fr) Dispositif de recuperation et de regulation d'energie thermique d'un vehicule electrique a generateur electrochimique avec un systeme hvac
WO2021204915A1 (fr) Systeme de conditionnement thermique pour vehicule automobile
FR2905309A1 (fr) Systeme de climatisation pour vehicule automobile avec circuit secondaire pour alimenter la batterie
FR3078389A1 (fr) Installation thermique pour moteurs thermique et electrique avec transmission automatique electrique et condenseur fluide/fluide
EP2057027B1 (fr) Systeme de climatisation pour vehicule automobile
FR3077336A1 (fr) Circuit de fluide refrigerant
WO2014118208A1 (fr) Dispositif de conditionnement thermique pour vehicule automobile et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante
FR3026060A1 (fr) Circuit de climatisation de vehicule automobile et procede de pilotage correspondant

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080044662.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10738008

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2010738008

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010738008

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012523361

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13389345

Country of ref document: US