WO2022058215A1 - Dispositif de gestion thermique de batteries d'un véhicule électrique ou hybride - Google Patents

Dispositif de gestion thermique de batteries d'un véhicule électrique ou hybride Download PDF

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WO2022058215A1
WO2022058215A1 PCT/EP2021/074688 EP2021074688W WO2022058215A1 WO 2022058215 A1 WO2022058215 A1 WO 2022058215A1 EP 2021074688 W EP2021074688 W EP 2021074688W WO 2022058215 A1 WO2022058215 A1 WO 2022058215A1
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thermal management
cooler
management device
loop
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Amrid MAMMERI
Kamel Azzouz
Gael Durbecq
Erwan ETIENNE
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Valeo Systemes Thermiques
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Definitions

  • the present invention relates to a battery thermal management device for an electric or hybrid vehicle. More particularly, the present invention relates to a battery thermal management device comprising a tangential turbomachine cooling module for the front face of an electric or hybrid motor vehicle.
  • a cooling module (or heat exchange module) of a motor vehicle conventionally comprises at least one heat exchanger of the thermal management device and a ventilation device adapted to generate an air flow in contact with the at least one heat exchanger.
  • the ventilation device thus makes it possible, for example, to generate a flow of air in contact with the heat exchanger, when the vehicle is stationary or at low driving speed.
  • the at least one heat exchanger is of substantially square or rectangular shape, the ventilation device then being a propeller fan whose diameter is substantially equal to the side of the square formed by the heat exchanger. heat.
  • the heat exchanger is then placed opposite at least two cooling bays, formed in the front face of the motor vehicle body.
  • a first cooling bay is located above the bumper while a second bay is located below the bumper.
  • Such a configuration is preferred because the heat engine must also be supplied with air, the air intake of the engine being conventionally located in the passage of the air flow passing through the upper cooling bay.
  • electric or hybrid vehicles are preferably provided only with cooling bays located under the bumper, more preferably with a single cooling bay located under the bumper.
  • the electric motor does not need to be supplied with air and the reduction in the number of cooling bays makes it possible to improve the aerodynamic characteristics of the electric vehicle. This also translates into better autonomy and a higher top speed of the motor vehicle.
  • This reduction in the number of cooling bays also leads to a reduction in the surface area available for the passage of an air flow passing through the heat exchangers of the thermal management device arranged downstream.
  • the cooling power requirements are different. In rapid battery charging, the cooling power requirements are high and it is therefore necessary to have a large exchange surface. In normal use of the batteries, the cooling power requirements are lower and therefore a smaller exchange surface may be appropriate.
  • the batteries are recharged quickly when stationary.
  • a large exchange surface at the level of the cooling module and powerful means of ventilation are therefore necessary for good thermal management of the batteries.
  • all of this exchange surface is not necessary for good thermal management of the latter. This generates an excess of air intake on the front face and thus reduces the aerodynamic characteristics of the electric or hybrid vehicle, which can reduce the range and top speed of the motor vehicle.
  • the object of the present invention is therefore to remedy, at least partially, the drawbacks of the prior art and to propose an improved battery thermal management device.
  • the present invention therefore relates to a thermal management device for batteries of an electric or hybrid vehicle, said thermal management device comprising a cooling loop inside which a refrigerant fluid is intended to circulate, said cooling loop comprising in the direction of circulation of the refrigerant,
  • first cooler configured to directly or indirectly absorb the heat energy from the batteries
  • the first condenser being arranged within a first cooling module arranged on the front face of the motor vehicle and the second condenser being arranged within a second cooling module distinct from the first cooling module.
  • the first and the second condenser are connected in parallel to each other within the cooling loop.
  • the cooling loop comprises a bypass branch of the first expansion device and of the first cooler, said bypass branch comprising a second expansion device arranged upstream of an evaporator intended to be crossed by internal airflow.
  • the cooling loop comprises a second compressor connected in parallel with the first compressor.
  • the first cooler is an exchange interface in direct contact with the batteries.
  • the first cooler is a first dual-fluid heat exchanger arranged jointly on the cooling loop and on a heat transfer fluid circulation loop, said heat transfer fluid circulation loop comprising a pump, the first cooler and an exchange interface in direct contact with the batteries.
  • the thermal management device comprises a second cooler, said second cooler being a second two-fluid heat exchanger arranged jointly on the cooling loop and on the heat transfer fluid circulation loop.
  • the second cooler is arranged downstream of the first cooler
  • the second cooler is arranged upstream of the first cooler.
  • the heat transfer fluid circulation loop comprises a branch for bypassing the cooler or coolers, said bypass branch for the cooler or coolers comprising a radiator intended to be traversed by an external air flow.
  • the heat transfer fluid circulation loop comprises an electric heater arranged upstream of the cooler or coolers.
  • the heat transfer fluid circulation loop comprises an additional exchange interface with a battery charger, said additional exchange interface being arranged upstream of the cooler or coolers.
  • the second cooling module is arranged on the front face of the motor vehicle.
  • the second cooling module comprises an external air inlet and an individual air exhaust within the motor vehicle.
  • the external air inlet of the second cooling module is arranged below the motor vehicle.
  • the second cooling module is arranged at the rear of the motor vehicle.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a thermal management device according to a first embodiment
  • FIG 2 shows a schematic representation of a thermal management device according to a second embodiment
  • FIG 3 shows a schematic representation of the front of a motor vehicle in side view
  • Figure 4 shows a schematic representation in perspective and in partial section of the front of a motor vehicle and a cooling module
  • FIG 5 shows a schematic representation in side view of a motor vehicle comprising two cooling modules.
  • first element or second element as well as first parameter and second parameter or else first criterion and second criterion, etc.
  • first criterion and second criterion etc.
  • it is a simple indexing to differentiate and name elements or parameters or criteria that are close, but not identical. This indexing does not imply a priority of one element, parameter or criterion over another and it is easy to interchange such denominations without departing from the scope of the present description. Nor does this indexing imply an order in time, for example, to assess such and such a criterion.
  • placed upstream means that one element is placed before another with respect to the direction of circulation of an air flow.
  • placed downstream means that one element is placed after another in relation to the direction of circulation of the air flow.
  • an XYZ trihedron is represented in order to define the orientation of the various elements from each other.
  • a first direction, denoted X corresponds to a longitudinal direction of the vehicle. It also corresponds to the direction of travel of the vehicle.
  • a second direction, denoted Y is a lateral or transverse direction.
  • a third direction, denoted Z is vertical.
  • the directions, X, Y, Z are orthogonal two by two.
  • FIG. 1 shows a thermal management device for the batteries of a hybrid or electric vehicle.
  • This thermal management device comprises in particular a cooling loop A, shown in solid lines in FIG. 1, inside which a refrigerant fluid is intended to circulate.
  • This cooling loop A comprises, in the direction of circulation of the refrigerant fluid, a first compressor 3, the first condenser 28 and a second condenser 28′ condenser. These first 28 and second 28' condensers are in particular intended to be traversed by an external air flow F; F'.
  • the cooling loop A further comprises, downstream of the first 28 and second 28' condensers, a first expansion device 4 and a first cooler 5 configured to directly or indirectly absorb the heat energy from the batteries.
  • the cooling loop A can also include a desiccant bottle 61 placed between the first condenser 28 and the first expansion device
  • the first condenser 28 is disposed within a first cooling module 22 disposed on the front face 14a of the motor vehicle 10.
  • the second condenser 28' is, for its part, disposed within a second cooling module 22' distinct from the first cooling module 22.
  • These first 28 and second 28' condensers will be described in more detail later in this description.
  • the fact of arranging the first 28 and the second 28' condenser allows finer and more precise management of the flow of external air F and F' intended to pass through each of the condensers 28, 28'. This makes it possible, as required, to increase the exchange surface and thus increase the cooling power, in particular during rapid recharging of the batteries.
  • the first 28 and the second 28' condenser are preferably connected in parallel to each other within the cooling loop A.
  • the cooling loop A comprises a bypass branch Al connecting a first point of connection 101 to a second connection point 102.
  • the first connection point 101 is arranged upstream of the first condenser 28, between the first compressor 3 and said first condenser 28.
  • the second connection point 102 is arranged downstream of the first condenser 28, between said first condenser 28 and the first expansion device 4.
  • This bypass branch Al for its part comprises the second condenser 28'.
  • a device for redirecting the refrigerant fluid such as for example a shut-off valve arranged on the bypass branch or a three-way valve arranged at the level of the first connection point 101, it is thus possible to passing the refrigerant through both the first 28 and the second 28 'condenser.
  • a device for redirecting the refrigerant fluid such as for example a shut-off valve arranged on the bypass branch or a three-way valve arranged at the level of the first connection point 101, it is thus possible to passing the refrigerant through both the first 28 and the second 28 'condenser.
  • This thus makes it possible to increase the exchange surface with the external air flow F, F' and thus to increase the cooling power, for example in the event of rapid charging of the batteries.
  • the cooling loop A can for example be an air conditioning loop and comprise, in parallel with the first expansion device 4 and the first cooler 5, a second expansion device 6 and an evaporator 7 configured to cool an internal air flow to destination of the passenger compartment.
  • the second expansion device 6 and the evaporator 7 can thus be placed on a bypass branch A2 connecting a third connection point 103 to a fourth connection point 104.
  • the third connection point 103 is in particular placed upstream of the first connection device. expansion 4, between the condensers 28, 28' and said first expansion device 4.
  • the fourth connection point is arranged downstream of the first cooler 5, between said first cooler 5 and the first compressor 3.
  • Other more complex architectures can be imagined for this cooling loop A.
  • the first cooler 5 can be an exchange interface in direct contact with the batteries.
  • the first cooler 5 can be a first two-fluid heat exchanger arranged jointly on the cooling loop A and on a heat transfer fluid circulation loop B, shown in dotted lines.
  • This heat transfer fluid circulation loop B comprises more precisely a pump 8, the first cooler 5 and an exchange interface 9 in direct contact with the batteries.
  • the heat transfer fluid circulation loop B can also include a heat transfer fluid reservoir 62, for example placed upstream of the pump 8, between the exchange interface 9 in direct contact with the batteries and said pump 8.
  • the heat transfer fluid circulation loop B may comprise a bypass branch B1 of the first cooler 5.
  • This bypass branch B1 connects more particularly a fifth connection point 105 arranged upstream of the first cooler 5 to a sixth connection point 106 arranged in downstream of the first cooler 5, the bypass branch B1 comprises a radiator 24 intended for example to be crossed by an external air flow F.
  • This radiator 24 thus makes it possible to dissipate the calorific energy in the external air flow F without have to go through the cooling loop A.
  • This device for controlling the circulation of the coolant can for example be a stop valve arranged on the bypass branch B 1 or else a three-way valve arranged at the level of the fifth connection point 105.
  • the heat transfer fluid circulation loop B can also include an electric heater 13 arranged upstream of the first cooler 5.
  • This electric heater 13 makes it possible, for example, to heat the batteries via the exchange interface 9 so that they reach the battery as quickly as possible. optimum operating temperature possible. This is particularly useful when starting in cold weather.
  • the heater electric 13 can be arranged between the fifth connection point 105 of the bypass branch B 1 and the first cooler 5.
  • the heat transfer fluid circulation loop B may also comprise an additional exchange interface 10 with a battery charger in order to regulate the temperature of the latter.
  • This additional exchange interface 10 is in particular arranged upstream of the first cooler 5.
  • This additional exchange interface 10 can in particular be arranged upstream of the fifth connection point 105 of the bypass branch B 1.
  • the cooling loop A can include a second compressor 3' connected in parallel to the first compressor 3.
  • This second compressor 3' can thus be arranged on a bypass branch A3 connecting a seventh connection point 107 to an eighth point connection 108.
  • the seventh connection point 107 is arranged upstream of the first compressor 3, between the first cooler 5 and said first compressor 3.
  • the eighth connection point 108 is arranged downstream of the first compressor 3, between said first compressor 3 and the condensers 28, 28', more precisely upstream of the first connection point 101.
  • the seventh connection point 107 is arranged downstream of the fourth connection point 104.
  • the thermal management device may include a second cooler 5'.
  • This second cooler 5' is more particularly a second two-fluid heat exchanger arranged jointly on the cooling loop A and on the heat transfer fluid circulation loop B.
  • This second cooler 5' makes it possible in particular to increase the exchange surface between the heat transfer fluid from the circulation loop B and the coolant from the cooling loop A. More specifically, within the cooling loop A, the second cooler 5 'is arranged downstream of the first cooler 5, and within the heat transfer fluid circulation loop B, the second cooler 5' is arranged upstream of the first cooler 5. This counter-current circulation between the circulation B and cooling loop A also increases the heat exchange capacity between the two loops.
  • the second cooler 5' is placed between the first cooler 5 and the first compressor 3.
  • the cooling loop A comprises a bypass branch A2
  • the second cooler 5' is placed between the first cooler 5 and the fourth connection point 104.
  • the fifth connection point 105 of the bypass branch B1 as well as the electric heater 13 (if present) are preferably arranged upstream of the second cooler 5'.
  • FIGS 3 and 4 show in more detail a first cooling module 22 comprising a first condenser 28.
  • This first cooling module 22 is here shown in a functional position, that is to say when it is arranged within a motor vehicle, more precisely at the level of the front face of said motor vehicle.
  • FIG. 3 schematically illustrates the front part of an electric or hybrid motor vehicle 10 which may comprise an electric motor 12.
  • the vehicle 10 notably comprises a body 14 and a bumper 16 carried by a chassis (not shown) of the vehicle automobile 10.
  • the body 14 defines a cooling bay 18, that is to say an opening through the body 14.
  • the cooling bay 18 is unique here.
  • This cooling bay 18 is preferably located in the lower part of the front face 14a of the bodywork 14. In the example illustrated, the cooling bay 18 is located under the bumper 16.
  • a grille 20 can be arranged in the cooling bay 18 to prevent projectiles from passing through the cooling bay 18.
  • the first cooling module 22 is arranged opposite the cooling bay 18.
  • the grid 20 makes it possible in particular to protect this first cooling module 22.
  • the first cooling module 22 is intended to be crossed by an external air flow F parallel to the direction X and going from the front to the rear of the vehicle 10.
  • the first cooling module 22 notably comprises a set of heat exchangers 23 through which the external air flow F passes.
  • the first cooling module 22 can essentially comprise a casing or shroud 40 forming an internal channel between two ends 40a, 40b opposite and at 1 interior which has 1 set of heat exchangers 23.
  • This internal channel is preferably oriented parallel to the direction X so that the upstream end 40a is oriented towards the front of the vehicle 10 facing the cooling bay 18 and so that the downstream end 40b is oriented towards the rear of the vehicle 10.
  • the first cooling module 22 may also comprise a first manifold box 41 disposed downstream of the set of heat exchangers 23 in the direction of circulation of the air flow.
  • This first collector box 41 comprises an outlet 45 for the air flow F.
  • This first collector box 41 thus makes it possible to recover the flow of air passing through the set of heat exchangers 23 and to direct this flow of air towards the outlet 45.
  • the first collector box 41 can be made in one piece with the fairing 40 or else be an attached part fixed to the downstream end 40b of the said fairing 40.
  • the first cooling module 22 also comprises at least one tangential fan, also called tangential turbomachine 30, configured so as to generate the air flow F to the set of heat exchangers 23.
  • the tangential turbomachine 30 comprises a rotor or turbine (or tangential propeller).
  • the turbine has a substantially cylindrical shape.
  • the turbine advantageously comprises several stages of blades (or blades).
  • the turbine is rotatably mounted around an axis of rotation A, for example parallel to the direction Y.
  • the diameter of the turbine is for example between 35 mm and 200 mm to limit its size.
  • the tangential turbomachine 30 is thus compact.
  • the use of such a tangential turbomachine 30 allows in particular that the air flow F is equal over the entire width of the set of heat exchangers 23.
  • such a tangential turbomachine 30 saves space by compared to conventional fans.
  • the tangential turbomachine 30 can also comprise a motor 31 (visible in FIG. 4) configured to set the turbine in rotation.
  • the motor 31 is for example adapted to drive the turbine in rotation, at a speed of between 200 revolutions/min and 14,000 revolutions/min. This makes it possible in particular to limit the noise generated by the tangential turbomachine 30.
  • the tangential turbomachine 30 is preferably arranged in the first manifold housing 4L
  • the tangential turbomachine 30 is then configured to suck in air in order to generate the air flow F passing through the set of heat exchangers 23.
  • the first housing manifold 41 then forms a volute in the center of which is arranged the turbine and whose 1 evacuation of air at the outlet 45 of the first collector box 41 allows the outlet of the air flow F.
  • the tangential turbomachine 30 is in a high position, in particular in the upper third of the first manifold housing 41, preferably in the upper quarter of the first manifold housing 41. This makes it possible in particular to protect the tangential turbomachine in the event of submersion and/or to limit the size of the first cooling module 22 in its lower part.
  • the tangential turbomachine 30 is in a low position, in particular in the lower third of the first manifold housing 41. This would limit the size of the first cooling module 22 in its upper part.
  • the tangential turbomachine 30 can be in a middle position, in particular in the middle third of the height of the first manifold box 41, for example for reasons of integration of the cooling module 22 in its environment.
  • the tangential turbomachine 30 operates in suction, that is to say it sucks in the ambient air so that it passes through the set of heat exchangers 23
  • the tangential turbomachine 30 can operate by blowing, blowing the air towards the set of heat exchangers 23.
  • the tangential turbomachine 30 will be arranged upstream of the set of heat exchangers 23.
  • the first cooling module 22 may also include a second manifold box 42 arranged upstream of the set of heat exchangers 23.
  • This second manifold box 42 includes an inlet 42a for the flow of air F coming from outside the vehicle 10.
  • the inlet 42a may in particular be arranged opposite the cooling bay 18.
  • This inlet 42a may also include the protective grid 20.
  • the second collector box 42 can be made in one piece with the fairing 40 or else be an attached part fixed to the upstream end 40a of said fairing 40.
  • the inlet 42a of the second manifold housing 42 may include a front face shutter device (not shown) movable between a first so-called open position and a second so-called closed position.
  • This front face closure device is configured in particular to allow the flow of air F coming from F outside the vehicle 10 to pass through said inlet 42a in its open position and to close said airflow inlet 42a in its closed position.
  • the front face closure device can be in different forms, such as for example in the form of a plurality of flaps mounted to pivot between an open position and a closed position. These flaps are preferably mounted parallel to the Y direction. Nevertheless, it is entirely possible to imagine other configurations such as, for example, flaps mounted parallel to the Z direction. Other types of shutters such as butterfly shutters are quite possible.
  • the set of heat exchangers 23 more particularly comprises a plurality of heat exchangers 24, 26, 28 arranged one behind the other so as to be crossed by the same flow of external air F.
  • the first cooling module 22 here comprises three heat exchangers 24, 26 and 28. Each of these heat exchangers can be dedicated to the evacuation of heat in order to cool elements or components within the electric vehicle.
  • the set of heat exchangers 23 of the first cooling module 22 notably comprises a heat exchanger which corresponds to the first condenser 28.
  • the set of heat exchangers 23 of the first cooling module 22 may include additional heat exchangers 24, 26.
  • the first cooling module 22 comprises two additional heat exchangers 24 and 26. It is however entirely possible to imagine examples of the first cooling module 22 with a single additional heat exchanger 24.
  • These additional heat exchangers 24, 26 can also be heat exchangers dedicated to the evacuation of heat in order to cool elements or components within the electric vehicle.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a motor vehicle 10 with a battery pack 100 arranged for example at the level of the floor of said motor vehicle 10.
  • the second cooling module 22' has a structure relatively identical to the first cooling module 22 with the difference that said second cooling module 22' can comprise only the second condenser 28' as a heat exchanger within it.
  • the second cooling module 22 ' here comprises an external air inlet and an individual air exhaust within the motor vehicle 10. By individual, it is meant here that the external air inlet and the air exhaust of the second cooling module 22' are distinct from those of the first cooling module 22.
  • the external air flow F' passing through the second cooling module 22' is a different air flow from the external air flow F passing through the first cooling module 22.
  • the external air inlet of the second cooling module 22' can in particular be arranged below the motor vehicle 10. This makes it possible, for example, not to affect the aerodynamics of the motor vehicle 10.
  • the second cooling module 22 'And its second condenser 28' are preferably used during rapid recharging of the batteries, that is to say when the motor vehicle 10 is stationary. Such a positioning of the second cooling module 22' is therefore not or only slightly inconvenient.
  • the second cooling module 22' can also be arranged at the rear of the motor vehicle 10, for example at a place not used by the batteries or by the rest of the thermal management device. By rear of the motor vehicle 10 is meant here more particularly the part of the vehicle opposite the front face 14a.
  • the second cooling module 22' can, like the first cooling module 22, also be arranged on the front face of the motor vehicle.

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Abstract

Dispositif de gestion thermique de batteries d'un véhicule (10) électrique ou hybride, ledit dispositif de gestion thermique comportant une boucle de refroidissement (A) à l'intérieur de laquelle est destiné à circuler un fluide réfrigérant, ladite boucle de refroidissement (A) comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, - un premier compresseur (3), - un premier (28) et un deuxième (28') condenseur destinés à être traversé par un flux d'air externe (F; F'), - un premier dispositif de détente (4), - un premier refroidisseur (5) configuré pour absorber directement ou indirectement l'énergie calorifique en provenance des batteries, le premier condenseur (28) étant disposé au sein d'un premier module de refroidissement (22) disposé en face avant (14a) du véhicule automobile (10) et le deuxième condenseur (28') étant disposé au sein d'un deuxième module de refroidissement (22') distinct du premier module de refroidissement (22).

Description

Dispositif de gestion thermique de batteries d’un véhicule électrique ou hybride
La présente invention se rapporte à un dispositif de gestion thermique de batteries d’un véhicule électrique ou hybride. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif de gestion thermique de batteries comportant un module de refroidissement à turbomachine tangentielle pour face avant de véhicule automobile électrique ou hybride.
Un module de refroidissement (ou module d’échange de chaleur) d’un véhicule automobile comporte classiquement au moins un échangeur de chaleur du dispositif de gestion thermique et un dispositif de ventilation adapté à générer un flux d’air au contact du au moins un échangeur de chaleur. Le dispositif de ventilation permet ainsi, par exemple, de générer un flux d’air au contact de l’échangeur chaleur, à l’arrêt du véhicule ou à faible vitesse de roulage.
Dans les véhicules automobiles à moteur thermique classique, le au moins un échangeur de chaleur est de forme sensiblement carrée ou rectangulaire, le dispositif de ventilation étant alors un ventilateur à hélice dont le diamètre est sensiblement égal au côté du carré formé par l’échangeur de chaleur.
Classiquement, l’échangeur de chaleur est alors placé en regard d’au moins deux baies de refroidissement, formées dans la face avant de la carrosserie du véhicule automobile. Une première baie de refroidissement est située au-dessus du pare-chocs tandis qu’une deuxième baie est située au-dessous du pare-chocs. Une telle configuration est préférée car le moteur thermique doit également être alimenté en air, l’admission d’air du moteur étant classiquement situé dans le passage du flux d’air traversant la baie de refroidissement supérieure.
Cependant, les véhicules électriques ou hybrides sont de préférence munis uniquement de baies de refroidissement situées sous le pare-chocs, de préférence encore d’une unique baie de refroidissement située sous le pare-chocs. En effet, le moteur électrique n’a pas besoin d’être alimenté en air et la diminution du nombre de baies de refroidissement permet d’améliorer les caractéristiques aérodynamiques du véhicule électrique. Ceci se traduit également par une meilleure autonomie et une plus grande vitesse de pointe du véhicule automobile. Cette diminution du nombre de baies de refroidissement entraîne egalement une reduction de la surface disponible pour le passage d’un flux d’air traversant des échangeurs de chaleurs du dispositif de gestion thermique disposés en aval. Selon les usages, par exemple pour un refroidissement des batteries en utilisation normale ou bien lors de la recharge par exemple en recharge rapide, les besoins en puissance de refroidissement sont différents. En recharge rapide des batteries, les besoins en puissance de refroidissement sont importants et il est donc nécessaire d’avoir une surface d’échange importante. En utilisation normale des batteries, les besoins en puissance de refroidissement sont moindres et donc une surface d’échange plus réduite peut convenir.
La recharge rapide des batteries se réalise à l’arrêt. Une grande surface d’échange au niveau du module de refroidissement et des moyens puissants de ventilations sont donc nécessaires pour une bonne gestion thermique des batteries. Pour une utilisation normale des batteries en roulage, toute cette surface d’échange n’est pas nécessaire pour une bonne gestion thermique de ces dernières. Cela engendre un excès de prise d’air en face avant et ainsi réduit les caractéristiques aérodynamiques du véhicule électrique ou hybride ce qui peut diminuer l’autonomie et la vitesse de pointe du véhicule automobile.
Le but de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l’art antérieur et de proposer un dispositif de gestion thermique de batteries amélioré.
La présente invention concerne donc un dispositif de gestion thermique de batteries d’un véhicule électrique ou hybride, ledit dispositif de gestion thermique comportant une boucle de refroidissement à l’intérieur de laquelle est destiné à circuler un fluide réfrigérant, ladite boucle de refroidissement comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant,
- un premier compresseur,
- un premier et un deuxième condenseur destinés à être traversé par un flux d’air externe,
- un premier dispositif de détente,
- un premier refroidisseur configuré pour absorber directement ou indirectement l’énergie calorifique en provenance des batteries, le premier condenseur étant disposé au sein d’un premier module de refroidissement disposé en face avant du véhicule automobile et le deuxième condenseur étant disposé au sein d’un deuxième module de refroidissement distinct du premier module de refroidissement. Selon un aspect de 1 invention, le premier et le deuxieme condenseur sont connectes en parallèle l’un de l’autre au sein de la boucle de refroidissement.
Selon un autre aspect de l’invention, la boucle de refroidissement comporte une branche de contournement du premier dispositif de détente et du premier refroidisseur, ladite branche de contournement comportant un deuxième dispositif de détente disposé en amont d’un évaporateur destiné à être traversé par un flux d’air interne.
Selon un autre aspect de l’invention, la boucle de refroidissement comporte un deuxième compresseur connecté en parallèle du premier compresseur.
Selon un autre aspect de l’invention, le premier refroidisseur est une interface d’échange en contact direct avec les batteries.
Selon un autre aspect de l’invention, le premier refroidisseur est un premier échangeur de chaleur bifluide agencé conjointement sur la boucle de refroidissement et sur une boucle de circulation de fluide caloporteur, ladite boucle de circulation de fluide caloporteur comportant une pompe, le premier refroidisseur et une interface d’échange en contact direct avec les batteries.
Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique comporte un deuxième refroidisseur, ledit deuxième refroidisseur étant un deuxième échangeur de chaleur bifluide agencé conjointement sur la boucle de refroidissement et sur la boucle de circulation de fluide caloporteur.
Selon un autre aspect de l’invention :
- au sein de la boucle de refroidissement, le deuxième refroidisseur est disposé en aval du premier refroidisseur, et
- au sein de la boucle de circulation de fluide caloporteur, le deuxième refroidisseur est disposé en amont du premier refroidisseur.
Selon un autre aspect de l’invention, la boucle de circulation de fluide caloporteur comporte une branche de contournement du ou des refroidisseurs, ladite branche de contournement du ou des refroidisseurs comportant un radiateur destiné à être traversé par un flux d’air externe.
Selon un autre aspect de l’invention, la boucle de circulation de fluide caloporteur comporte un réchauffeur électrique disposé en amont du ou des refroidisseurs. Selon un autre aspect de 1 invention, la boucle de circulation de fluide caloporteur comporte une interface d’échange supplémentaire avec un chargeur de batteries, ladite interface d’échange supplémentaire étant disposée en amont du ou des refroidisseurs.
Selon un autre aspect de l’invention, le deuxième module de refroidissement est disposé en face avant du véhicule automobile.
Selon un autre aspect de l’invention, le deuxième module de refroidissement comporte une arrivée d’air externe et une évacuation d’air individuelles au sein du véhicule automobile.
Selon un autre aspect de l’invention, l’arrivée d’air externe du deuxième module de refroidissement est disposée au-dessous du véhicule automobile.
Selon un autre aspect de l’invention, le deuxième module de refroidissement est disposé au niveau de l’arrière du véhicule automobile.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, fournie à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés dans lesquels :
[Fig 1] la figure 1 montre une représentation schématique d’un dispositif de gestion thermique selon un premier mode de réalisation,
[Fig 2] la figure 2 montre une représentation schématique d’un dispositif de gestion thermique selon un deuxième mode de réalisation,
[Fig 3] la figure 3 montre une représentation schématique de l’avant d’un véhicule automobile en vue de côté,
[Fig 4] la figure 4 montre une représentation schématique en perspective et en coupe partielle de l’avant d’un véhicule automobile et d’un module de refroidissement,
[Fig 5] la figure 5 montre une représentation schématique en vue de côté d’un véhicule automobile comportant deux modules de refroidissement.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de realisation peuvent egalement être combinées et/ou inter-changees pour fournir d autres réalisations.
Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère, etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément inter-changer de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tel ou tel critère.
Dans la présente description, on entend par « placé en amont » qu’un élément est placé avant un autre par rapport au sens de circulation d’un flux d’air. A contrario, on entend par « placé en aval » qu’un élément est placé après un autre par rapport au sens de circulation du flux d’air.
Sur les figures 3 à 5, est représenté un trièdre XYZ afin de définir l’orientation des différents éléments les uns des autres. Une première direction, notée X, correspond à une direction longitudinale du véhicule. Elle correspond également à la direction d’avancement du véhicule. Une deuxième direction, notée Y, est une direction latérale ou transversale. Enfin, une troisième direction, notée Z, est verticale. Les directions, X, Y, Z sont orthogonales deux à deux.
La figure 1 montre un dispositif de gestion thermique des batteries d’un véhicule hybride ou électrique. Ce dispositif de gestion thermique comporte notamment une boucle de refroidissement A, représentée en traits pleins sur la figure 1, à l’intérieur de laquelle est destiné à circuler un fluide réfrigérant. Cette boucle de refroidissement A comporte, dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, un premier compresseur 3, le premier condenseur 28 et un deuxième condenseur 28’ condenseur. Ces premier 28 et deuxième 28’ condenseurs sont notamment destinés à être traversés par un flux d’air externe F ; F’. La boucle de refroidissement A comporte en outre en aval des premier 28 et deuxième 28’ condenseurs, un premier dispositif de détente 4 et un premier refroidisseur 5 configuré pour absorber directement ou indirectement l’énergie calorifique en provenance des batteries. La boucle de refroidissement A peut également comporter une bouteille dessicante 61 disposée entre le premier condenseur 28 et le premier dispositif de détente Le premier condenseur 28 est dispose au sein d un premier module de refroidissement 22 disposé en face avant 14a du véhicule automobile 10. Le deuxième condenseur 28’ est, quant à lui, disposé au sein d’un deuxième module de refroidissement 22’ distinct du premier module de refroidissement 22. Ces premier 28 et deuxième 28’ condenseurs seront décrits plus en détails plus loin dans la présente description. Le fait de disposer le premier 28 et le deuxième 28’ condenseur permet une gestion plus fine et précise du flux d’air externe F et F’ destiné à traverser chacun des condenseurs 28, 28’ . Cela permet selon les besoins d’augmenter la surface d’échange et ainsi augmenter la puissance de refroidissement, notamment lors d’une recharge rapide des batteries.
Le premier 28 et le deuxième 28’ condenseur sont de préférences connectés en parallèle l’un de l’autre au sein de la boucle de refroidissement A. Pour cela, la boucle de refroidissement A comporte une branche de dérivation Al reliant un premier point de raccordement 101 à un deuxième point de raccordement 102. Le premier point de raccordement 101 est disposé en amont du premier condenseur 28, entre le premier compresseur 3 et ledit premier condenseur 28. Le deuxième point de raccordement 102 est quant à lui disposé en aval du premier condenseur 28, entre ledit premier condenseur 28 et le premier dispositif de détente 4. Cette branche de dérivation Al comporte quant à elle le deuxième condenseur 28’. Au moyen d’un dispositif de redirection du fluide réfrigérant (non représenté) comme par exemple une vanne d’arrêt disposée sur la branche de dérivation ou une vanne trois-voies disposée au niveau du premier point de raccordement 101, il est ainsi possible de faire passer le fluide réfrigérant à la fois dans le premier 28 et le deuxième 28 ’condenseur. Cela permet ainsi d’augmenter la surface d’échange avec le flux d’air externe F, F’ et ainsi d’augmenter la puissance de refroidissement, par exemple en cas de chargement rapide des batteries.
La boucle de refroidissement A peut par exemple être une boucle de climatisation et comporter, en parallèle du premier dispositif de détente 4 et du premier refroidisseur 5, un deuxième dispositif de détente 6 et un évaporateur 7 configuré pour refroidir un flux d’air interne à destination de l’habitacle. Le deuxième dispositif de détente 6 et F évaporateur 7 peuvent ainsi être disposés sur une branche de contournement A2 reliant un troisième point de raccordement 103 à un quatrième point de raccordement 104. Le troisième point de raccordement 103 est notamment disposé en amont du premier dispositif de détente 4, entre les condenseurs 28, 28’ et ledit premier dispositif de détente 4. le quatrième point de raccordement est quant à lui disposé en aval du premier refroidisseur 5, entre ledit premier refroidisseur 5 et le premier compresseur 3. D autres architectures plus complexes peuvent tout à fait être imaginées pour cette boucle de refroidissement A.
Selon une première variante non illustrée, le premier refroidisseur 5 peut être une interface d’échange en contact direct avec les batteries.
Selon une deuxième variante illustrée à la figure 1, le premier refroidisseur 5 peut être un premier échangeur de chaleur bifluide agencé conjointement sur la boucle de refroidissement A et sur une boucle de circulation de fluide caloporteur B, représentée en traits pointillés. Cette boucle de circulation de fluide caloporteur B comporte plus précisément une pompe 8, le premier refroidisseur 5 et une interface d’échange 9 en contact direct avec les batteries.
La boucle de circulation de fluide caloporteur B peut également comporter un réservoir 62 de fluide caloporteur par exemple disposé en amont de la pompe 8, entre l’interface d’échange 9 en contact direct avec les batteries et ladite pompe 8.
La boucle de circulation de fluide caloporteur B peut comporter une branche de contournement B1 du premier refroidisseur 5. Cette branche de contournement B1 relie plus particulièrement un cinquième point de raccordement 105 disposé en amont du premier refroidisseur 5 à un sixième point de raccordement 106 disposé en aval du premier refroidisseur 5, La branche de contournement B1 comporte un radiateur 24 destiné par exemple à être traversé par un flux d’air externe F. Ce radiateur 24 permet ainsi de dissiper l’énergie calorifique dans le flux d’air externe F sans avoir à passer par la boucle de refroidissement A. En effet, au moyen d’un dispositif de contrôle (non représenté) de la circulation du fluide caloporteur, il est possible de rediriger le fluide caloporteur vers le radiateur 24 et/ou vers le premier refroidisseur 5. Ce dispositif de contrôle de la circulation du fluide caloporteur peut par exemple être une vanne d’arrêt disposée sur la branche de contournement B 1 ou bien une vanne trois-voies disposée au niveau du cinquième point de raccordement 105.
La boucle de circulation de fluide caloporteur B peut également comporter un réchauffeur électrique 13 disposé en amont du premier refroidisseur 5. Ce réchauffeur électrique 13 permet par exemple de réchauffer les batteries via l’interface d’échange 9 afin qu’elles atteignent le plus rapidement possible une température optimale de fonctionnement. Cela est notamment utile au démarrage par temps froid. Plus précisément, le réchauffeur électrique 13 peut être dispose entre le cinquième point de raccordement 105 de la branche de contournement B 1 et le premier refroidis seur 5.
La boucle de circulation de fluide caloporteur B peut comporter en outre une interface d’échange supplémentaire 10 avec un chargeur de batteries afin de réguler la température de ce dernier. Cette interface d’échange supplémentaire 10 est notamment disposée en amont du premier refroidisseur 5.Cette interface d’échange supplémentaire 10 peut notamment être disposée en amont du cinquième point de raccordement 105 de la branche de contournement B 1.
Selon une variante, illustrée à la figure 2, afin de permettre un débit suffisant de fluide réfrigérant dans les premier 28 et deuxième 28’ condenseurs et permettre à la boucle de refroidissement A d’ atteindre une puissance de refroidissement suffisante notamment lors d’une recharge rapide des batteries, la boucle de refroidissement A peut comporter un deuxième compresseur 3’ connecté en parallèle du premier compresseur 3. Ce deuxième compresseur 3’ peut ainsi être disposé sur une branche de dérivation A3 reliant un septième point de raccordement 107 à un huitième point de raccordement 108. Le septième point de raccordement 107 est disposé en amont du premier compresseur 3, entre le premier refroidisseur 5 et ledit premier compresseur 3. Le huitième point de raccordement 108 est quant à lui disposé en aval du premier compresseur 3, entre ledit premier compresseur 3 et les condenseurs 28, 28’, plus précisément en amont du premier point de raccordement 101. Lorsque la boucle de refroidissement A comporte une branche de contournement A2, le septième point de raccordement 107 est disposé en aval du quatrième point de raccordement 104.
Toujours selon la variante illustrée à la figure 2, le dispositif de gestion thermique peut comporter un deuxième refroidisseur 5’. Ce deuxième refroidisseur 5’ est plus particulièrement un deuxième échangeur de chaleur bifluide agencé conjointement sur la boucle de refroidissement A et sur la boucle de circulation de fluide caloporteur B. Ce deuxième refroidisseur 5’ permet notamment d’augmenter la surface d’échange entre le fluide caloporteur de la boucle de circulation B et le fluide réfrigérant de la boucle de refroidissement A. Plus précisément, au sein de la boucle de refroidissement A, le deuxième refroidisseur 5’ est disposé en aval du premier refroidisseur 5, et au sein de la boucle de circulation de fluide caloporteur B, le deuxième refroidisseur 5’ est disposé en amont du premier refroidisseur 5. Cette circulation à contre-courant entre la boucle de circulation B et la boucle de refroidissement A permet egalement d augmenter la capacité d’échange thermique entre les deux boucles.
Plus précisément, au sein de la boucle de refroidissement A, le deuxième refroidisseur 5’ est disposé entre le premier refroidisseur 5 et le premier compresseur 3. Lorsque la boucle de refroidissement A comporte une branche de contournement A2, le deuxième refroidisseur 5’ est disposé entre le premier refroidisseur 5 et le quatrième point de raccordement 104. Au sein de la boucle de circulation B, le cinquième point de raccordement 105 de la branche de contournement B1 ainsi que le réchauffeur électrique 13 (s’il est présent) sont de préférence disposés en amont du deuxième refroidisseur 5’.
Les figures 3 et 4 montrent plus en détail un premier module de refroidissement 22 comportant un premier condenseur 28. Ce premier module de refroidissement 22 est ici montré dans une position fonctionnelle, c’est-à-dire quand il est disposé au sein d’un véhicule automobile, plus précisément au niveau de la face avant dudit véhicule automobile.
La figure 3 illustre de manière schématique la partie avant d’un véhicule automobile 10 électrique ou hybride pouvant comporter un moteur électrique 12. Le véhicule 10 comporte notamment une carrosserie 14 et un pare-chocs 16 portés par un châssis (non représenté) du véhicule automobile 10. La carrosserie 14 définit une baie de refroidissement 18, c'est-à-dire une ouverture à travers la carrosserie 14. La baie de refroidissement 18 est ici unique. Cette baie de refroidissement 18 se trouve de préférence en partie basse de la face avant 14a de la carrosserie 14. Dans l’exemple illustré, la baie de refroidissement 18 est située sous le pare-chocs 16. Une grille 20 peut être disposée dans la baie de refroidissement 18 pour éviter que des projectiles puissent traverser la baie de refroidissement 18. Le premier module de refroidissement 22 est disposé en vis-à-vis de la baie de refroidissement 18. La grille 20 permet notamment de protéger ce premier module de refroidissement 22.
Comme le montre la figure 4, le premier module de refroidissement 22 est destiné à être traversé par un flux d’air externe F parallèle à la direction X et allant de l’avant vers l’arrière du véhicule 10. Le premier module de refroidissement 22 comprend notamment un ensemble d’échangeurs de chaleur 23 traversé par le flux d’air externe F.
Le premier module de refroidissement 22 peut comporter essentiellement un boîtier ou carénage 40 formant un canal interne entre deux extrémités 40a, 40b opposées et à 1 inteneur duquel est dispose 1 ensemble d échangeurs de chaleur 23. Ce canal interne est de préférence orienté parallèlement à la direction X de sorte que l’extrémité amont 40a est orientée vers l’avant du véhicule 10 en regard de la baie de refroidissement 18 et de sorte que l’extrémité aval 40b est orientée vers l’arrière du véhicule 10.
Le premier module de refroidissement 22 peut comporter également un premier boîtier collecteur 41 disposé en aval de l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23 dans le sens de circulation du flux d’air. Ce premier boîtier collecteur 41 comporte une sortie 45 du flux d’air F, Ce premier boîtier collecteur 41 permet ainsi de récupérer le flux d’air traversant l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23 et d’orienter ce flux d’air vers la sortie 45. Le premier boîtier collecteur 41 peut venir de matière avec le carénage 40 ou bien être une pièce rapportée fixée à l’extrémité aval 40b dudit carénage 40.
Le premier module de refroidissement 22 comprend également au moins un ventilateur tangentiel, aussi nommé turbomachine tangentielle 30, configuré de sorte à générer le flux d’air F à destination de l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23. La turbomachine tangentielle 30 comprend un rotor ou turbine (ou hélice tangentielle). La turbine a une forme sensiblement cylindrique. La turbine comporte avantageusement plusieurs étages de pales (ou aubes). La turbine est montée rotative autour d’un axe de rotation A, par exemple parallèle à la direction Y. Le diamètre de la turbine est par exemple compris entre 35 mm et 200 mm pour limiter sa taille. La turbomachine tangentielle 30 est ainsi compacte. L’utilisation d’une telle turbomachine tangentielle 30 permet notamment que le flux d’air F soit égal sur toute la largeur de l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23. De plus, une telle turbomachine tangentielle 30 permet un gain de place par rapport à des ventilateurs classiques.
La turbomachine tangentielle 30 peut également comporter un moteur 31 (visible sur la figure 4) configuré pour mettre en rotation la turbine. Le moteur 31 est par exemple adapté à entraîner la turbine en rotation, à une vitesse comprise entre 200 tour/min et 14 000 tour/min. Ceci permet notamment de limiter le bruit généré par la turbomachine tangentielle 30.
La turbomachine tangentielle 30 est de préférence disposée dans le premier boîtier collecteur 4L La turbomachine tangentielle 30 est alors configurée pour aspirer de l’air afin de générer le flux d’air F traversant l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23. Le premier boîtier collecteur 41 forme alors une volute au centre de laquelle est disposée la turbine et dont 1 evacuation d air a la sortie 45 du premier boîtier collecteur 41 permet la sortie du flux d’air F.
Dans l’exemple illustré à la figure 4, la turbomachine tangentielle 30 est dans une position haute, notamment dans le tiers supérieur du premier boîtier collecteur 41, de manière préférée dans le quart supérieur du premier boîtier collecteur 41. Ceci permet notamment de protéger la turbomachine tangentielle en cas de submersion et/ou de limiter l’encombrement du premier module de refroidissement 22 dans sa partie basse.
Il est néanmoins possible d’imaginer que la turbomachine tangentielle 30 soit dans une position basse, notamment dans le tiers inférieur du premier boîtier collecteur 41. Cela permettrait de limiter l’encombrement du premier module de refroidissement 22 dans sa partie haute. Alternativement, la turbomachine tangentielle 30 peut être dans une position médiane, notamment dans le tiers médian de la hauteur du premier boîtier collecteur 41, par exemple pour des raisons d’intégration du module de refroidissement 22 dans son environnement.
En outre, dans l’exemple illustré à la figure 4, la turbomachine tangentielle 30 fonctionne en aspiration, c'est-à-dire qu’elle aspire l’air ambiant pour qu’il traverse l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23. Alternativement, la turbomachine tangentielle 30 peut fonctionner par soufflage, soufflant l’air vers l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23. Pour cela, la turbomachine tangentielle 30 sera disposée en amont de l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23.
Le premier module de refroidissement 22 peut également comporter un deuxième boîtier collecteur 42 disposé en amont de l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23. Ce deuxième boîtier collecteur 42 comporte une entrée 42a du flux d’air F en provenance de l’extérieur du véhicule 10. L‘entrée 42a peut notamment être disposée en regard de la baie de refroidissement 18. Cette entrée 42a peut également comporter la grille 20 de protection. Le deuxième boîtier collecteur 42 peut venir de matière avec le carénage 40 ou bien être une pièce rapportée fixée à l’extrémité amont 40a dudit carénage 40.
De plus, l‘entrée 42a du deuxième boîtier collecteur 42 peut comporter un dispositif d’obturation de face avant (non représenté) mobile entre une première position dite ouverte et une deuxième position dite d’obturation. Ce dispositif d’obturation de face avant est notamment configuré pour permettre au flux d’ air F en provenance de F extérieur du véhicule 10 de passer au travers de ladite entrée 42a dans sa position ouverte et d obturer ladite entree du flux d air 42a dans sa position d obturation. Le dispositif d’obturation de face avant peut se présenter sous différentes formes comme par exemple sous la forme d’une pluralité de volets montés pivotants entre une position d’ouverture et une position de fermeture. Ces volets sont de préférence montés parallèles à la direction Y. Néanmoins, il est tout à fait possible d’imaginer d’autres configurations comme par exemple des volets montés parallèles à la direction Z. Les volets peuvent être des volets de type drapeau mais d’autres types de volets comme des volets papillons sont tout à fait envisageables.
Dans l’exemple de premier module de refroidissement 22 illustré à la figure 4, l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23 comprend plus particulièrement une pluralité d’échangeurs de chaleur 24, 26, 28 disposés les uns derrière les autres de sorte à être traversés par un même flux d’air externe F. Le premier module de refroidissement 22 comporte ici trois échangeurs de chaleur 24, 26 et 28. Chacun de ces échangeurs de chaleurs peut être dédié à l’évacuation de chaleur afin de refroidir des éléments ou composants au sein du véhicule électrique.
L’ensemble d’échangeurs de chaleur 23 du premier module de refroidissement 22 comporte notamment un échangeur de chaleur qui correspond au premier condenseur 28. Comme illustré à la figure 4, l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23 du premier module de refroidissement 22 peut comporter des échangeurs de chaleur 24, 26 supplémentaires. Dans l’exemple illustré, le premier module de refroidissement 22 comporte deux échangeurs de chaleur supplémentaires 24 et 26. Il est cependant tout à fait possible d’imaginer des exemples de premier module de refroidissement 22 avec un seul échangeur de chaleur supplémentaire 24. Ces échangeurs de chaleur supplémentaires 24, 26 peuvent également être des échangeurs de chaleur dédiés à l’évacuation de chaleur afin de refroidir des éléments ou composants au sein du véhicule électrique.
Un de ces échangeurs de chaleur supplémentaires peut être le radiateur 24 de la branche de contournement B1 de la boucle de circulation B de fluide caloporteur. Comme le montre la figure 4, ce radiateur 24 est plus particulièrement disposé le plus en aval du flux d’air F au sein du premier module de refroidissement 22, notamment en aval du condenseur 28. En effet, les besoins en refroidissement sont moindres lorsque ce radiateur 24 est utilisé. Le flux d’air F traversant le radiateur 24 n’a donc pas besoin d’être le plus « frais » possible au contraire du flux d’air F traversant le condenseur 28. La figure 5 montre une representation schématique d un véhiculé automobile 10 avec un pack batteries 100 disposé par exemple au niveau du planché dudit véhicule automobile 10. Le deuxième module de refroidissement 22’ a une structure relativement identique au premier module de refroidissement 22 à la différence que ledit deuxième module de refroidissement 22’ peut ne comporter que le deuxième condenseur 28’ comme échangeur de chaleur en son sein. Le deuxième module de refroidissement 22 ‘ comporte ici une arrivée d’air externe et une évacuation d’air individuelles au sein du véhicule automobile 10. Par individuelle, on entend ici que l’arrivée d’air externe et l’évacuation d’air du deuxième module de refroidissement 22’ sont distinctes de celles du premier module de refroidissement 22. Ainsi, le flux d’air externe F’ traversant le deuxième module de refroidissement 22’ est un flux d’air différent du flux d’air externe F traversant le premier module de refroidissement 22.
L’arrivée d’air externe du deuxième module de refroidissement 22’ peut notamment être disposée au-dessous du véhicule automobile 10. Cela permet par exemple de ne pas affecter F aérodynamisme du véhicule automobile 10. En effet, le deuxième module de refroidissement 22’ et son deuxième condenseur 28’ sont de préférences utilisés lors d’une recharge rapide des batteries, c’est-à-dire lorsque que le véhicule automobile 10 est à l’arrêt. Un tel positionnement du deuxième module de refroidissement 22’ n’est donc pas ou peu gênant. Le deuxième module de refroidissement 22’ peut également être disposé au niveau de l’arrière du véhicule automobile 10, par exemple à un endroit non utilisé par les batteries ou par le reste du dispositif de gestion thermique. Par arrière du véhicule automobile 10 on entend ici plus particulièrement la partie du véhicule opposée à la face avant 14a.
Selon une variante non représentée, le deuxième module de refroidissement 22’ peut, à l’instar du premier module de refroidissement 22 être lui aussi disposé en face avant du véhicule automobile.
Ainsi, on voit bien que de par la présence de deux condenseurs 28, 28’ disposés dans des modules de refroidissements différents, le dispositif de gestion thermique permet une meilleure gestion de la puissance de refroidissement selon les besoins. De plus, de par le placement du deuxième module de refroidissement 28’ et de son indépendance, cela limite les pertes d’aérodynamisme du véhicule automobile.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif de gestion thermique de batteries d’un véhicule (10) électrique ou hybride, ledit dispositif de gestion thermique comportant une boucle de refroidissement (A) à l’intérieur de laquelle est destiné à circuler un fluide réfrigérant, ladite boucle de refroidissement (A) comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant,
- un premier compresseur (3),
- un premier (28) et un deuxième (28’) condenseur destinés à être traversé par un flux d’air externe (F ; F’),
- un premier dispositif de détente (4),
- un premier refroidisseur (5) configuré pour absorber directement ou indirectement l’énergie calorifique en provenance des batteries, le premier condenseur (28) étant disposé au sein d’un premier module de refroidissement (22) disposé en face avant (14a) du véhicule automobile (10) et le deuxième condenseur (28’) étant disposé au sein d’un deuxième module de refroidissement (22’) distinct du premier module de refroidissement (22).
[Revendication 2] Dispositif de gestion thermique de batteries selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier (28) et le deuxième (28’) condenseur sont connectés en parallèle l’un de l’autre au sein de la boucle de refroidissement (A).
[Revendication 3] Dispositif de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boucle de refroidissement (A) comporte une branche de contournement (A2) du premier dispositif de détente (4) et du premier refroidisseur (5), ladite branche de contournement (Al) comportant un deuxième dispositif de détente (6) disposé en amont d’un évaporateur (7) destiné à être traversé par un flux d’air interne.
[Revendication 4] Dispositif de gestion thermique selon 1 une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boucle de refroidissement (A) comporte un deuxième compresseur (3’) connecté en parallèle du premier compresseur (3).
[Revendication 5] Dispositif de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier refroidisseur (5) est une interface d’échange en contact direct avec les batteries.
[Revendication 6] Dispositif de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier refroidisseur (5) est un premier échangeur de chaleur bifluide agencé conjointement sur la boucle de refroidissement (A) et sur une boucle de circulation de fluide caloporteur (B), ladite boucle de circulation de fluide caloporteur (B) comportant une pompe (8), le premier refroidisseur (5) et une interface d’échange (9) en contact direct avec les batteries.
[Revendication 7] Dispositif de gestion thermique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’il comporte un deuxième refroidisseur (5’), ledit deuxième refroidisseur (5’) étant un deuxième échangeur de chaleur bifluide agencé conjointement sur la boucle de refroidissement (A) et sur la boucle de circulation de fluide caloporteur (B).
[Revendication 8] Dispositif de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le deuxième module de refroidissement (22’) est disposé en face avant (14a) du véhicule automobile (10).
[Revendication 9] Dispositif de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le deuxième module de refroidissement (22’) comporte une arrivée d’air externe et une uation d’air individuelles au sein du véhicule automobile
Figure imgf000017_0001
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