WO2023072586A1 - Systeme de gestion thermique pour vehicule hybride ou electrique - Google Patents

Systeme de gestion thermique pour vehicule hybride ou electrique Download PDF

Info

Publication number
WO2023072586A1
WO2023072586A1 PCT/EP2022/078294 EP2022078294W WO2023072586A1 WO 2023072586 A1 WO2023072586 A1 WO 2023072586A1 EP 2022078294 W EP2022078294 W EP 2022078294W WO 2023072586 A1 WO2023072586 A1 WO 2023072586A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
branch
heat exchanger
transfer fluid
heat transfer
fluid
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/078294
Other languages
English (en)
Inventor
Roland AKIKI
Rody El Chammas
Muriel Porto
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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 Valeo Systemes Thermiques filed Critical Valeo Systemes Thermiques
Publication of WO2023072586A1 publication Critical patent/WO2023072586A1/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
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3228—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B60H1/32281—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising a single secondary circuit, e.g. at evaporator or condenser side
    • 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
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • 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
    • B60H1/00885—Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
    • 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
    • B60H1/00921—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is an extra subcondenser, e.g. in an air duct
    • 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
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow

Definitions

  • the invention relates to the field of motor vehicles and more particularly to a thermal management circuit for a hybrid or electric motor vehicle.
  • the thermal management of the passenger compartment is generally managed by a reversible air conditioning circuit.
  • this air conditioning circuit can operate in a cooling mode in order to cool the air intended for the passenger compartment and in a heat pump mode in order to heat the air intended for the passenger compartment.
  • This reversible air conditioning circuit may also include a bypass in order to manage the temperature of the batteries of the electric or hybrid vehicle. It is thus possible to heat or cool the batteries thanks to the reversible air conditioning circuit.
  • heat pump mode the calories are taken from the outside air to be transmitted to an internal air flow which is blown into the passenger compartment to heat it.
  • the invention relates to a thermal management system of a hybrid or electric vehicle, the thermal management system comprising a reversible air conditioning circuit in which a refrigerant fluid circulates and comprising a two-fluid heat exchanger arranged jointly on a heat transfer fluid circuit, the air conditioning circuit comprising a condenser for transmitting calories to an internal air flow, characterized in that the heat transfer fluid circuit comprises:
  • a first branch comprising, depending on the direction of circulation of the heat transfer fluid, a first pump, an "electrical machinery” heat exchanger, which allows the exchange of heat between power electronics and/or an electric motor of the vehicle and the heat transfer fluid, and the two-fluid heat exchanger,
  • a second branch an upstream end of which is connected directly to the first branch downstream of the two-fluid heat exchanger and a downstream end of which is connected directly to the first branch upstream of the first pump.
  • the heat transfer fluid circuit is configured so that, in a first heating mode of the internal air flow, all of the heat transfer fluid passing through the "electrical machinery" heat exchanger then passes through the two-fluid heat exchanger before returning to the first pump via the second branch, the two-fluid heat exchanger being active.
  • the two-fluid heat exchanger in the first branch, is arranged directly downstream of the “electrical machinery” heat exchanger.
  • the first branch does not include any other device capable of substantially modifying the quantity of heat accumulated by the coolant.
  • the second branch does not include any device capable of substantially modifying the quantity of heat accumulated by the heat transfer fluid.
  • the second branch comprises a coolant fluid expansion vessel.
  • the heat transfer fluid circuit comprises a third branch which is connected to the first branch in parallel to the first pump and to the "electrical machinery" heat exchanger, and which comprises, depending on the direction circulation of the heat transfer fluid, a second pump and a "battery” heat exchanger, which is configured to allow the exchange of heat between the batteries of the vehicle and the heat transfer fluid, an upstream end of the third branch being connected to the second branch and a downstream end of the third branch being connected to the first branch upstream of the two-fluid heat exchanger.
  • the third branch comprises an electrical heating device for the heat transfer fluid which is interposed between the second pump and the “battery” heat exchanger.
  • the heat transfer fluid circuit comprises a fourth branch which is connected to the third branch in parallel with respect to the second pump and to the heating device, and which comprises an internal radiator which is arranged in the internal air flow, an upstream end of the fourth branch being connected to the third branch between the heating device and the "batteries" heat exchanger, and a downstream end of the fourth branch being connected to the third branch upstream of the second pump.
  • the heat transfer fluid circuit comprises a fifth branch which is connected to the first branch in parallel with the first pump and the "electrical machinery" heat exchanger, the fifth branch comprising an external radiator arranged in an external airflow.
  • the fifth branch comprises a non-return valve which is arranged downstream of the external radiator.
  • the heat transfer fluid circuit comprises a sixth branch which connects the fifth branch downstream of the external radiator with the third branch upstream of the second pump.
  • the sixth branch is connected to the fifth branch upstream of the non-return valve.
  • the heat transfer fluid circuit comprises a device for redirecting the heat transfer fluid which comprises only three three-way valves:
  • a first three-way valve being arranged at a connection point between the first branch, the second branch and the third branch;
  • a second three-way valve being arranged at a connection point of the fourth branch with the third branch;
  • a third three-way valve being arranged at a connection point of the fifth branch with the first branch.
  • the two-fluid heat exchanger fills, in the air conditioning circuit, the refrigerant evaporator function.
  • the invention also relates to a method of operating a system produced according to the teachings of the invention, characterized in that, in a first mode of heating the internal air flow, all of the heat transfer fluid passing through the "electrical machinery" heat exchanger then passes through the two-fluid heat exchanger before returning to the first pump via the second branch, the two-fluid heat exchanger being active.
  • FIG. 1 is a schematic view which represents an air conditioning circuit which equips the thermal management system produced according to the teachings of the invention.
  • FIG. 2 is a schematic view which represents a heat transfer fluid circuit which equips the thermal management system produced according to the teachings of the invention and which is intended to operate in cooperation with the air conditioning circuit of FIG.
  • Figure 3 is a view of the heat transfer fluid circuit of Figure 1 operating in a first mode of heating an internal air flow.
  • Figure 4 is a view of the heat transfer fluid circuit of Figure 1 operating in a second mode of heating an internal air flow.
  • Figure 5 is a view of the heat transfer fluid circuit of Figure 1 operating in a third mode of heating an internal air flow.
  • FIG. 6 is a view of the coolant circuit of FIG. 1 operating in a mode of passive cooling of the batteries and/or of the electric motor.
  • Figure 7 is a view of the heat transfer fluid circuit of Figure 1 operating in a fourth mode of heating an internal air flow.
  • FIG. 8 is a view of the heat transfer fluid circuit of FIG. 1 operating in a mode of passive cooling of an electric motor of the vehicle, in parallel with the second mode of heating the internal air flow.
  • FIG. 9 is a view of the heat transfer fluid circuit of FIG. 1 operating in the mode of passive cooling of an electric motor of the vehicle, in parallel with the fourth heating mode of the internal air flow.
  • a first element upstream of a second element means that the first element is placed before the second element with respect to the direction of circulation, or travel, of a fluid.
  • a first element downstream of a second element means that the first element is placed after the second element with respect to the direction of circulation, or travel, of the fluid in question.
  • branch here refers to a section of circuit open at both ends comprising only elements arranged in series.
  • the invention relates to a thermal conditioning system.
  • a thermal management system for a motor vehicle This is an electric or hybrid motor vehicle which comprises an electric motor which supplies driving torque to the driving wheels of the vehicle.
  • the electric motor is supplied with electric current at least by batteries, called traction batteries.
  • batteries called traction batteries.
  • the electric motor, power electronics and battery are likely to generate heat.
  • power electronics will include electronic devices separate from the batteries and the electric motor.
  • said system comprises a first air conditioning circuit 10 in which a refrigerant fluid circulates, as shown in FIG. 1, and a second heat transfer fluid circuit 12 in which a heat transfer fluid circulates, as shown in Figure 2.
  • the heat transfer fluid is, for example, a heat transfer liquid such as water comprising an antifreeze, in particular glycol water.
  • the coolant is for example a hydrofluorocarbon, such as R-134a.
  • the air conditioning circuit 10 comprises a two-fluid heat exchanger 14 arranged jointly on the second circuit 12 for circulating a coolant.
  • the two-fluid heat exchanger 14 is configured to allow an exchange of heat between the refrigerant fluid, circulating in the air conditioning circuit 10, and the heat transfer fluid, circulating in the heat transfer fluid circuit 12, without mixing between the heat transfer fluid and the refrigerant.
  • the air conditioning circuit 10 is configured to allow, in a heat pump mode, to heat a flow of air, illustrated by an arrow marked Fi, via compression and expansion of the refrigerant.
  • the air flow Fi is, for example, an interior air flow Fi, intended to be sent into the passenger compartment of the vehicle to allow it to be heated.
  • the system thus makes it possible to heat the passenger compartment of the vehicle from calories taken from the first heat transfer fluid.
  • the interior air flow circulates, for example, in a heating, ventilation and/or air conditioning installation 16 of the passenger compartment.
  • the air conditioning circuit 10 here comprises for this purpose a main loop through which the refrigerant fluid passes which comprises, in this order, depending on the direction of flow of the refrigerant fluid, a compressor 18, a condenser 20, a first expansion device 22, configured to exchanging heat with the internal air flow Fi, and the first two-fluid heat exchanger 14.
  • the condenser 20 makes it possible to transmit calories to the internal air flow Fi.
  • the condenser 20 is here arranged in the installation 16 for heating, ventilation and/or air conditioning to allow the exchange of heat between the refrigerant fluid and the internal air flow Fi.
  • the condenser 20 is in particular arranged directly in the internal air flow.
  • the condenser 20 makes it possible to exchange heat with the internal air flow via the circuit 12 of the coolant fluid.
  • the condenser 20 transmits calories to the heat transfer fluid via a heat exchanger, then the heat transfer fluid transmits said calories to the internal air flow via a heat exchanger, called " heater core", arranged directly in the internal air flow.
  • the refrigerant fluid is in the high pressure gaseous state on leaving the compressor 18. It then undergoes condensation while passing through the condenser 20, yielding to the passage of calories to the internal air flow Fi, and passes to the state liquid. It then undergoes expansion in the first expansion device 22 and passes in the first two-fluid exchanger 14 where it evaporates, absorbing calories from the heat transfer fluid.
  • the air conditioning circuit 10 is here reversible. This means that it is also likely to operate in a Fi internal airflow cooling mode.
  • the air conditioning circuit 10 represented in FIG. 1 more particularly comprises a first circulation pipe A1 comprising, in the direction of circulation of the refrigerant fluid, the compressor 18, the condenser 20 disposed in the flow internal air Fi, a second expansion device 24, an evapo-condenser 26 disposed in an external air flow Fe.
  • the evapo-condenser 26 is thus generally arranged on the front face of the motor vehicle.
  • a flap (not shown) can also be installed in the heating, ventilation and/or air conditioning installation 16 in order to prevent or not the internal air flow from passing through the condenser 20.
  • the first circulation pipe A1 can also include an accumulator 28 allowing a phase separation of the refrigerant and disposed upstream of the compressor 18, between the evapo-condenser 26 and said compressor 18.
  • the air conditioning circuit 10 also includes a second circulation line A2 connected in parallel with the evapo-condenser 26.
  • This second circulation line A2 connects more particularly: - a first junction point 30 disposed downstream of the condenser 20, between said condenser 20 and the second expansion device 24, and
  • This second circulation pipe A2 comprises in particular a third expansion device 33 and an evaporator 34 arranged in the internal air flow Fi.
  • the air conditioning circuit 10 further comprises a third circulation line A3 connecting the outlet of the evapo-condenser 26 and the inlet of the third expansion device 33.
  • This third circulation line A3 connects more particularly:
  • the air conditioning circuit 10 also includes a fourth circulation line A4 connecting the inlet of the third expansion device 33 and the inlet of the compressor 18.
  • This fourth circulation line A4 precisely connects:
  • junction point 42 disposed upstream of the compressor 18, between the evaporator 34 and the second point of junction 32 of the second circulation line A2, more precisely upstream of the accumulator 28.
  • the fourth circulation pipe A4 comprises in particular the first expansion device 22 and the dual-fluid heat exchanger 14.
  • the first expansion device 22 is arranged upstream of the dual-fluid heat exchanger 14, between the fifth junction point 40 and said two-fluid heat exchanger 14.
  • the air conditioning circuit 10 also comprises a device for redirecting the coolant in order to define by which circulation pipe it circulates.
  • this refrigerant fluid redirection device comprises in particular:
  • non-return valve 48 arranged on the third circulation line A3, arranged so as to prevent the circulation of refrigerant fluid from the fourth junction point 38 to the third junction point 36,
  • non-return valve 50 arranged on the second circulation line A2, arranged so as to prevent the circulation of refrigerant fluid from the sixth junction point 42 to the evaporator 34.
  • the first 22, second 24 and third 33 expansion devices include a stop function to prevent the refrigerant fluid from passing through them when activated.
  • the air conditioning circuit 10 When the air conditioning circuit 10 operates in internal heat pump mode, the shut-off valves are controlled so that the refrigerant fluid circulates only through the main loop.
  • the two-fluid heat exchanger 14 fulfills the function of evaporator of the refrigerant fluid, while the refrigerant fluid does not circulate in the evapo-condenser 26 so that only the calories of the heat transfer fluid of the circuit 12 of heat transfer fluid are used to heat the internal Fi airflow.
  • the two-fluid heat exchanger 14 In this mode of operation as an internal heat pump, the two-fluid heat exchanger 14 is active with a function of evaporator of the refrigerant fluid.
  • the heat transfer fluid circuit 12 comprises a first branch B1 comprising, according to the direction of circulation of the heat transfer fluid, a first pump 52, an "electrical machinery" heat exchanger 54 and said two-fluid heat exchanger 14.
  • the “electrical machinery” heat exchanger 54 is configured to allow the exchange of heat between the electric motor of the vehicle and/or the power electronics, on the one hand, and the heat transfer fluid, on the other hand.
  • the “electrical machinery” heat exchanger 54 makes it possible more particularly to cool the electric motor and/or the power electronics during its operation by transmitting the heat which it produces to the heat transfer fluid.
  • the "electrical machinery” heat exchanger exchanges heat with the electric motor.
  • the "electric machinery" heat exchanger exchanges heat with the power electronics.
  • the heat transfer fluid circuit 12 also comprises a second branch B2, one upstream end of which is connected directly to the first branch B1 at a first point 56 of connection downstream of the two-fluid heat exchanger 14. A downstream end of the second branch B2 is connected directly to the first branch B1 at a second connection point 58 arranged upstream of the first pump 52.
  • the first branch B1 does not include any other device capable of substantially modifying the quantity of heat accumulated by the heat transfer fluid.
  • the first branch B1 in particular does not include any other heat exchanger.
  • the two-fluid heat exchanger 14 is arranged directly downstream of the "electrical machinery" heat exchanger 54 without the interposition of any other device.
  • the second branch B2 does not include any device capable of substantially modifying the quantity of heat accumulated by the heat transfer fluid.
  • the second branch B2 in particular does not include any heat exchanger.
  • the second branch B2 can comprise only one vessel 60 for expansion of the coolant fluid. As represented here, the second branch B2 does not include an expansion vessel.
  • the heat transfer fluid circuit 12 is configured so that, in a first heating mode of the internal air flow Fi, all of the heat transfer fluid passing through the "electrical machinery" heat exchanger 54 then passes through the bifluid heat exchanger 14 before returning to the first pump 52 by the second branch B2.
  • the two-fluid heat exchanger 14 is active with a function of evaporator of the refrigerant fluid.
  • This mode of operation is particularly illustrated in Figure 3 in which the pipes in which the heat transfer fluid circulates are indicated in bold, the heat transfer fluid remaining substantially immobile in other behaviors.
  • the direction of circulation of the heat transfer fluid is indicated by arrows.
  • This first heating mode is activated when the electric motor of the vehicle, and/or the power electronics, produces enough heat or if its current temperature is high enough. With regard to the electric motor, this situation occurs in particular when it is used to move the vehicle.
  • the air conditioning circuit 10 operates at the same time in internal heat pump mode.
  • the "electrical machinery" heat exchanger 54 supplies calories to the heat transfer fluid circulated by the first pump 52. A portion of these calories are transmitted to the refrigerant fluid via the two-fluid heat exchanger 14, so as to then heat the internal air flow Fi via the condenser 20. All of the circulating heat transfer fluid then returns to the first pump 52 via the second branch B2 to be heated again by the heat exchanger "electric machines" 54.
  • the heat accumulated by the heat transfer fluid increases rapidly with each new cycle in a first loop with a single flow of heat transfer fluid formed by the first branch B1 and the second branch B2. This makes it possible to quickly increase the temperature of the internal air flow Fi via the air conditioning circuit 10.
  • the first loop formed only by the first branch B1 and the second branch B2 is advantageously very short.
  • this loop comprises only the first pump 52, the "electrical machinery" heat exchanger 54 and the two-fluid heat exchanger 14, as well as means for redirecting the heat transfer fluid only in this first loop.
  • the heat transfer fluid circuit 12 also includes a third branch B3 which is connected to the first branch B1 in parallel with the first pump 52 and the "electrical machinery" heat exchanger 54.
  • the third branch B3 comprises, depending on the direction of circulation of the coolant fluid, a second pump 60 and a heat exchanger "batteries" 62.
  • the “batteries” heat exchanger 62 is configured to allow the exchange of heat between the traction batteries of the vehicle and the heat transfer fluid.
  • the “batteries” heat exchanger 62 makes it possible more particularly to cool the batteries during their operation by transmitting the heat that they produce to the heat transfer fluid, or even to heat them when their temperature is too low. Batteries must be kept within an operating temperature range of, for example, 10°C to 20°C.
  • An upstream end of the third branch B3 is connected to the second branch B2 at the first point 56 of connection.
  • a downstream end of the third branch B3 is connected to the first branch B1 upstream of the two-fluid heat exchanger 14 at a third point 64 of connection. More particularly, the third connection point 64 is arranged downstream of the "electrical machinery" heat exchanger 54.
  • the third branch B3 here comprises a device 66 for heating the fluid which is interposed between the second pump 60 and the battery heat exchanger 62.
  • the device 66 for heating the heat transfer fluid is here an electric heating device, for example which heats the heat transfer fluid by means of electrical resistors.
  • the heat transfer fluid circuit 12 also comprises a fourth branch B4 which is connected to the third branch B3 in parallel with respect to the second pump 60 and to the device 66 for heating. More particularly, an upstream end of the fourth branch B4 is connected to the third branch B3 at a fourth connection point 68 which is arranged downstream of the heating device 66 and upstream of the "batteries" heat exchanger 62. A downstream end of the fourth branch B4 is connected to the third branch B3 at a fifth connection point 70 which is arranged downstream of the first point 56 of connection and upstream of the second pump 60.
  • the fourth branch B4 comprises an internal radiator 72 which is arranged in the internal air flow Fi.
  • the internal radiator 72 is more particularly arranged in the installation 16 for heating, ventilation and/or air conditioning of the passenger compartment so as to transmit the heat of the coolant to the internal air flow Fi to heat the passenger compartment.
  • the heat transfer fluid circuit 12 also includes a fifth branch B5 which is connected to the first branch B1 in parallel with the first pump 52 and the "electrical machinery" heat exchanger 54. More particularly, the fifth branch B5 has one end upstream which is connected to the first branch B1 at a sixth connection point 74 which is arranged downstream of the "electrical machinery" heat exchanger 54 and upstream of the two-fluid heat exchanger 14. More particularly, the sixth point 74 of connection is arranged upstream of the third point 64 of connection.
  • the fifth branch B5 further comprises a downstream end which is connected to the first branch B1 at the second point 58 of connection.
  • the fifth branch comprising an external radiator 76 arranged in the external air flow Fe.
  • This external radiator 76 is intended to evacuate the heat transported by the heat transfer fluid to the outside of the vehicle.
  • the heat transfer fluid circuit 12 also comprises a sixth branch B6 which connects the fifth branch B5 downstream of the external radiator 76 with the third branch B3 upstream of the second pump 52. More particularly, the sixth branch B6 comprises an upstream end which is connected to the fifth branch B5 at a seventh point 78 of connection which is arranged downstream of the external radiator 76 and upstream of the second point 58 of connection. The sixth branch B6 also has a downstream end which is connected to the third branch B3 at an eighth connection point 80 which is arranged downstream of the first connection point 56 and upstream of the second pump 60.
  • the latter comprises a device for redirecting the heat transfer fluid.
  • the heat transfer fluid circuit 12 described above is capable of operating in a very large number of operating modes with a minimum of redirection components.
  • the redirection device comprises valves, more particularly it comprises here only three three-way valves:
  • a first three-way valve 82 is arranged at the first connection point 56 between the first branch B1, the second branch B2 and the third branch B3;
  • a second three-way valve 84 is arranged at the fourth point 68 of connection of the fourth branch B4 with the third branch B3;
  • a third three-way valve 86 is arranged at the sixth point 74 of connection of the fifth branch B5 with the first branch B1.
  • Three-way valves 82, 84 and 86 have one inlet and two outlets. The outlets can be closed simultaneously or alternately to allow the heat transfer fluid to be directed in the correct direction.
  • the redirection device also comprises a check valve 88 which is arranged in the fifth branch B5.
  • the non-return valve 88 is arranged downstream of the external radiator 76.
  • the non-return valve 88 is here arranged downstream of the seventh point 78 of connection and upstream of the second point 58 of connection.
  • the first three-way valve 82 is controlled to direct the heat transfer fluid arriving from the first branch B1 to the second branch B2.
  • the third three-way valve 86 is controlled to direct the heat transfer fluid arriving from the "electrical machinery" heat exchanger 54 directly to the two-fluid heat exchanger 14 via the first branch B1 and not to the fifth branch B5.
  • the heat transfer fluid circuit 12 can operate in a second mode of heating the internal air flow Fi.
  • the heat transfer fluid circulates in a second closed loop, with a single flow of heat transfer fluid, in which it passes successively through the second pump 60, the heating device 66, the heat exchanger "batteries" 62, the two-fluid heat exchanger 14 before returning to the second pump 60.
  • the air conditioning circuit 10 operates in its internal heat pump mode in which the two-fluid heat exchanger 14 fills the refrigerant evaporator function. Further, heater 66 is inactive.
  • This mode of operation makes it possible in particular to cool the batteries by transmitting its heat to the refrigerant via the heat transfer fluid through the "batteries" heat exchanger 62 and the two-fluid heat exchanger 14.
  • the first three-way valve 82 is controlled to direct the heat transfer fluid arriving from the first branch B1 to the third branch B3.
  • the second three-way valve 84 is controlled to direct the heat transfer fluid arriving from the second pump 60 towards the "batteries" heat exchanger 62 on the third branch B3 and not towards the fourth branch B4.
  • the third three-way valve 86 is fully closed.
  • the heat transfer fluid circuit 12 can also operate in a battery heating mode using the second loop illustrated in FIG. 4.
  • the two-fluid heat exchanger 14 is inactive, while the heating device 66 is asset.
  • the heating device 66 supplies calories to the batteries via the heat transfer fluid to heat the batteries.
  • the heat transfer fluid circuit 12 can also operate in a battery heating mode by means of the heat emitted by the electric motor and/or the power electronics.
  • the heat transfer fluid then circulates in a third loop having a common circulation flow divided into two flows. In this case, all of the heat transfer fluid circulates in the two-fluid heat exchanger 14 before being divided into two flows:
  • the heating device 66 and the two-fluid heat exchanger 14 are inactive.
  • the two pumps 52, 60 are activated simultaneously.
  • the first three-way valve 82 is controlled to direct the heat transfer fluid arriving from the first branch B1 to the third branch B3.
  • the second three-way valve 84 is controlled to direct the heat transfer fluid arriving from the second pump 60 towards the "batteries" heat exchanger 62 on the third branch B3 and not towards the fourth branch B4.
  • the third three-way valve 86 is controlled to direct the heat transfer fluid arriving from the "electrical machinery" heat exchanger 54 directly to the two-fluid heat exchanger 14 via the first branch B1 and not to the fifth branch B5.
  • the third circulation loop illustrated in Figure 5 can also be used to achieve a third mode of heating the internal air Fi in which the heat from the batteries, on the one hand, and from the electric motor and/or the electronics power, on the other hand, are used simultaneously to heat the internal airflow Fi. If necessary, the heating device 66 can be activated if the heating demand is not sufficiently satisfied by the batteries and the electric motor.
  • the air conditioning circuit 10 operates in its internal heat pump mode in which the two-fluid heat exchanger 14 fulfills the function of evaporator of the refrigerant fluid.
  • the heat transfer fluid circuit 12 can operate in a mode of passive cooling of the batteries and/or the electric motor and/or the power electronics.
  • the heat transfer fluid circulates in a fourth closed loop passing successively through the first pump 52, through the "electrical machinery” heat exchanger 54, through the external radiator 76, through the second pump 60, through the heating device 66, in the "batteries” heat exchanger 62 and in the two-fluid heat exchanger 14 before returning to the first pump 52.
  • the two-fluid heat exchanger 14 and the device 66 heaters are inactive.
  • the heat produced by the batteries and/or the electric motor and/or the power electronics is transmitted, via the associated heat exchangers 54, 62, to the heat transfer fluid. Then the heat is evacuated in the external air flow Fe via the external radiator 76.
  • the two pumps 52, 60 are activated simultaneously.
  • the first three-way valve 82 is controlled to direct the heat transfer fluid arriving from the first branch B1 to the second branch B2.
  • the second three-way valve 84 is controlled to direct the heat transfer fluid arriving from the second pump 60 towards the "batteries" heat exchanger 62 on the third branch B3 and not towards the fourth branch B4.
  • the third three-way valve 86 is controlled to direct the heat transfer fluid arriving from the "electrical machinery" heat exchanger 54 to the fifth branch B5.
  • the heat transfer fluid circuit 12 can operate in a fourth mode of heating the internal air flow Fi. To do this, the heat transfer fluid circulates in a fifth closed loop passing successively through the second pump 60, the heating device 66 and the internal radiator 72 before returning to the second pump 60. In this mode of operation, the device 66 heater is active.
  • the heat transfer fluid circulates in a short loop, which makes it possible to heat the heat transfer fluid rapidly by means of the heating device 66 and to transmit this heat directly to the internal air flow Fi via the internal radiator 72.
  • the second pump 60 is activated.
  • the first three-way valve 82 is fully closed.
  • the second three-way valve 84 is controlled to direct the heat transfer fluid arriving from the second pump 60 to the fourth branch B4.
  • the heat transfer fluid circuit 12 can operate in a mode of passive cooling of the electric motor, and/or of the power electronics, in which the heat transfer fluid circulates in a sixth closed loop passing successively to through the first pump 52, the "electric machinery" heat exchanger 54 and the external radiator 76 before returning to the first pump 52.
  • the “electrical machinery” heat exchanger 54 makes it possible to cool the electric motor, and/or the power electronics, by transmitting the heat that it emits to the heat transfer fluid. This heat is then transmitted to the external air flow Fe via the external radiator 76.
  • the first pump 52 is activated.
  • the output of the first three-way valve 82 which is connected to the second branch B2 is closed.
  • the third three-way valve 86 is controlled to direct the coolant coming from the "electrical machinery" heat exchanger 54 to the fifth branch B5.
  • this function of passive cooling of the electric motor and/or of the power electronics can operate simultaneously with one of the functions implementing the second loop illustrated in FIG. 4, since the heat transfer fluid circulating in each these two loops do not mix.
  • this function in passive cooling mode of the electric motor, and/or of the power electronics is also compatible with operation according to the fourth mode of heating the internal air flow for the same reason. explained in the previous paragraph.
  • the invention thus makes it possible to quickly heat the passenger compartment of the vehicle by recovering the heat from the coolant fluid of the circuit 12 of coolant fluid via the circuit 10 of air conditioner. It is therefore no longer necessary to arrange an electric heating device directly in the internal air flow.
  • the invention makes it possible to use the heat produced by the electric motor and/or the power electronics and/or the batteries of the vehicle to heat the passenger compartment.
  • heat transfer fluid circuit 12 thus configured makes it possible to perform numerous functions using a minimum of components, for example only three three-way valves.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Système de gestion thermique d'un véhicule hybride ou électrique, comportant un circuit (10) de climatisation inversible dans lequel circule un fluide réfrigérant et comportant un échangeur de chaleur bifluide (14) agencé conjointement sur un circuit (12) de fluide caloporteur, le circuit (10) de climatisation comportant un condenseur (20) pour transmettre des calories à un flux d'air (Fi) interne, le circuit (12) de fluide caloporteur comportant : • - une première branche (Bl) comportant, selon le sens de circulation du fluide caloporteur, une première pompe (52), un échangeur de chaleur "machines électriques" (54) et l'échangeur de chaleur bifluide (14), • - une deuxième branche (B2) dont une extrémité amont est raccordée directement à la première branche (Bl) en aval de l'échangeur de chaleur bifluide (14) et dont une extrémité aval est raccordée directement à la première branche (Bl) en amont de la première pompe (52).

Description

SYSTEME DE GESTION THERMIQUE POUR VEHICULE HYBRIDE OU ELECTRIQUE
Domaine technique de l'invention
L’invention se rapporte au domaine des véhicules automobiles et plus particulièrement à un circuit de gestion thermique pour véhicule automobile hybride ou électrique.
Arrière-plan technique
Dans les véhicules électriques et hybrides, la gestion thermique de l’habitacle est généralement gérée par un circuit de climatisation inversible. Par inversible, on entend que ce circuit de climatisation peut fonctionner dans un mode de refroidissement afin de refroidir l’air à destination de l’habitacle et dans un mode pompe à chaleur afin de réchauffer l’air à destination de l’habitacle. Ce circuit de climatisation inversible peut également comporter une dérivation afin de gérer la température des batteries du véhicule électrique ou hybride. Il est ainsi possible de réchauffer ou refroidir les batteries grâce au circuit de climatisation inversible. En mode de pompe à chaleur, les calories sont prélevées dans l'air extérieur pour être transmise à un flux d'air interne qui est soufflé dans l'habitacle pour le réchauffer.
Cependant, lorsque la température extérieure est très basse, il n'est pas possible d'utiliser le circuit de climatisation dans un tel mode de pompe à chaleur.
Il est donc connu d'agencer dans le flux d'air interne un dispositif de chauffage électrique qui chauffe directement le flux d'air. Cependant, un tel dispositif de chauffage consomme beaucoup d'énergie. De plus, cela nécessite d'agencer dans le flux d'air un composant supplémentaire ce qui est onéreux et ce qui encombre le véhicule. Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un circuit de gestion thermique amélioré.
Résumé de l'invention
L'invention concerne un système de gestion thermique d'un véhicule hybride ou électrique, le système de gestion thermique comportant un circuit de climatisation inversible dans lequel circule un fluide réfrigérant et comportant un échangeur de chaleur bifluide agencé conjointement sur un circuit de fluide caloporteur, le circuit de climatisation comportant un condenseur pour transmettre des calories à un flux d'air interne, caractérisé en ce que le circuit de fluide caloporteur comporte :
- une première branche comportant, selon le sens de circulation du fluide caloporteur, une première pompe, un échangeur de chaleur "machines électriques", qui permet l'échange de chaleur entre de l'électronique de puissance et/ou un moteur électrique du véhicule et le fluide caloporteur, et l'échangeur de chaleur bifluide,
- une deuxième branche dont une extrémité amont est raccordée directement à la première branche en aval de l'échangeur de chaleur bifluide et dont une extrémité aval est raccordée directement à la première branche en amont de la première pompe.
Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de fluide caloporteur est configuré de manière que, dans un premier mode de chauffage du flux d'air interne, la totalité du fluide caloporteur passant à travers l'échangeur de chaleur "machines électriques" passe ensuite à travers l'échangeur de chaleur bifluide avant de revenir à la première pompe par la deuxième branche, l'échangeur de chaleur bifluide étant actif. Selon un autre aspect de l'invention, dans la première branche, l'échangeur de chaleur bifluide est agencé directement en aval de l'échangeur de chaleur "machines électriques".
Selon un autre aspect de l'invention, outre la première pompe, l'échangeur de chaleur "machines électriques" et l'échangeur de chaleur bifluide, la première branche ne comporte aucun autre dispositif susceptible de modifier sensiblement la quantité de chaleur accumulée par le fluide caloporteur.
Selon un autre aspect de l'invention, la deuxième branche ne comporte aucun dispositif susceptible de modifier sensiblement la quantité de chaleur accumulée par le fluide caloporteur.
Selon un autre aspect de l'invention, la deuxième branche comporte un vase d'expansion du fluide caloporteur.
Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de fluide caloporteur comporte une troisième branche qui est raccordée à la première branche en parallèle à la première pompe et à l'échangeur de chaleur "machines électriques", et qui comporte, selon le sens de circulation du fluide caloporteur, une deuxième pompe et un échangeur de chaleur "batteries", qui est configuré pour permettre l'échange de chaleur entre des batteries du véhicule et le fluide caloporteur, une extrémité amont de la troisième branche étant raccordée à la deuxième branche et une extrémité aval de la troisième branche étant raccordée à la première branche en amont de l'échangeur de chaleur bifluide.
Selon un autre aspect de l'invention, la troisième branche comporte un dispositif de chauffage électrique du fluide caloporteur qui est interposé entre la deuxième pompe et l'échangeur de chaleur "batteries".
Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de fluide caloporteur comporte une quatrième branche qui est raccordée à la troisième branche en dérivation par rapport à la deuxième pompe et au dispositif de chauffage, et qui comporte un radiateur interne qui est agencé dans le flux d'air interne, une extrémité amont de la quatrième branche étant raccordée à la troisième branche entre le dispositif de chauffage et l'échangeur de chaleur "batteries", et une extrémité aval de la quatrième branche étant raccordée à la troisième branche en amont de la deuxième pompe.
Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de fluide caloporteur comporte une cinquième branche qui est raccordée à la première branche en parallèle de la première pompe et de l'échangeur de chaleur "machines électriques", la cinquième branche comportant un radiateur externe agencé dans un flux d'air externe.
Selon un autre aspect de l'invention, la cinquième branche comporte un clapet anti-retour qui est agencé en aval du radiateur externe.
Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de fluide caloporteur comporte une sixième branche qui raccorde la cinquième branche en aval du radiateur externe avec la troisième branche en amont de la deuxième pompe.
Selon un autre aspect de l'invention, la sixième branche est raccordée à la cinquième branche en amont du clapet anti-retour.
Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de fluide caloporteur comporte un dispositif de redirection du fluide caloporteur qui comporte uniquement trois vannes à trois voies :
- une première vanne à trois voies étant agencée en un point de raccordement entre la première branche, la deuxième branche et la troisième branche ;
- une deuxième vanne à trois voies étant agencée en un point de raccordement de la quatrième branche avec la troisième branche ;
- une troisième vanne à trois voies étant agencée en un point de raccordement de la cinquième branche avec la première branche.
Selon un autre aspect de l'invention, dans le premier mode de chauffage, l'échangeur de chaleur bifluide remplit, dans le circuit de climatisation, la fonction d'évaporateur du fluide réfrigérant.
L'invention se rapporte aussi à un procédé de fonctionnement d'un système réalisé selon les enseignements de l'invention, caractérisé en ce que, dans un premier mode de chauffage du flux d'air interne, la totalité du fluide caloporteur passant à travers l'échangeur de chaleur "machines électriques" passe ensuite à travers l'échangeur de chaleur bifluide avant de revenir à la première pompe par la deuxième branche, l'échangeur de chaleur bifluide étant actif.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés décrits succinctement ci-dessous.
La figure 1 est une vue schématique qui représente un circuit de climatisation qui équipe le système de gestion thermique réalisé selon les enseignements de l'invention.
La figure 2 est une vue schématique qui représente un circuit de fluide caloporteur qui équipe le système de gestion thermique réalisé selon les enseignements de l'invention et qui est destiné à fonctionner en coopération avec le circuit de climatisation de la figure 1 .
La figure 3 est une vue du circuit de fluide caloporteur de la figure 1 fonctionnant dans un premier mode de chauffage d'un flux d'air interne.
La figure 4 est une vue du circuit de fluide caloporteur de la figure 1 fonctionnant dans un deuxième mode de chauffage d'un flux d'air interne.
La figure 5 est une vue du circuit de fluide caloporteur de la figure 1 fonctionnant dans un troisième mode de chauffage d'un flux d'air interne. La figure 6 est une vue du circuit de fluide caloporteur de la figure 1 fonctionnant dans un mode de refroidissement passif des batteries et/ou du moteur électrique.
La figure 7 est une vue du circuit de fluide caloporteur de la figure 1 fonctionnant dans un quatrième mode de chauffage d'un flux d'air interne.
La figure 8 est une vue du circuit de fluide caloporteur de la figure 1 fonctionnant dans un mode de refroidissement passif des d'un moteur électrique du véhicule, en parallèle avec le deuxième mode de chauffage du flux d'air interne.
La figure 9 est une vue du circuit de fluide caloporteur de la figure 1 fonctionnant dans le mode de refroidissement passif des d'un moteur électrique du véhicule, en parallèle avec le quatrième mode de chauffage du flux d'air interne.
Description détaillée de l'invention
Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par une même référence.
Dans la description qui suit, le terme " un premier élément en amont d'un deuxième élément " signifie que le premier élément est placé avant le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, d'un fluide. De manière analogue, le terme " un premier élément en aval d'un deuxième élément " signifie que le premier élément est placé après le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, du fluide considéré.
Le terme "branche" se rapporte ici à un tronçon de circuit ouvert à ses deux extrémités comportant uniquement des éléments agencés en série.
Dans les dessins, on représentera les conduites dans lesquelles le fluide caloporteur est en mouvement en traits gras et les conduites dans lesquelles le fluide caloporteur n'est pas en mouvement en traits fins. Comme illustré aux différentes figures, l’invention concerne un système de conditionnement thermique. Il s’agit, par exemple, d’un système de gestion thermique pour véhicule automobile. Il s'agit ici d'un véhicule automobile électrique ou hybride qui comporte un moteur électrique qui fournit un couple moteur à des roues motrices du véhicule. Le moteur électrique est alimentés en courant électrique au moins par des batteries, dites batteries de traction. Pendant le fonctionnement du véhicule, le moteur électrique, de l'électronique de puissance et la batterie sont susceptibles de produire de la chaleur. Par les termes "électronique de puissance", on comprendra des dispositifs électroniques distincts des batteries et du moteur électrique.
Comme plus particulièrement illustré à la figure 1 , ledit système comporte un premier circuit 10 de climatisation dans lequel circule un fluide réfrigérant, comme représenté à la figure 1 , et un deuxième circuit 1 2 de fluide caloporteur dans lequel circule un fluide caloporteur, comme représenté à la figure 2.
Le fluide caloporteur est, par exemple, un liquide caloporteur tel que de l’eau comprenant un antigel, notamment de l’eau glycolée. Le fluide réfrigérant est par exemple un hydrofluorocarbure, tel que du R-1 34a.
Le circuit 1 0 de climatisation comprend un échangeur de chaleur 14 bifluide agencé conjointement sur le deuxième circuit 1 2 de circulation d'un fluide caloporteur. L'échangeur de chaleur 14 bifluide est configuré pour permettre un échange la chaleur entre le fluide réfrigérant, circulant dans le circuit 10 de climatisation, et le fluide caloporteur, circulant dans le circuit 1 2 de fluide caloporteur, sans mélange entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant.
Le circuit 10 de climatisation est configuré pour permettre, dans un mode de pompe à chaleur, de réchauffer un flux d'air, illustré par une flèche repérée Fi, par l’intermédiaire d’une compression et d’une détente du fluide réfrigérant. Le flux d'air Fi est, par exemple, un flux d’air Fi intérieur, destiné à être envoyé dans l’habitacle du véhicule pour permettre son chauffage. Le système permet ainsi de réchauffer l’habitacle du véhicule à partir de calories prélevées sur le premier fluide caloporteur.
Le flux d’air intérieur circule, par exemple, dans une installation 1 6 de chauffage, ventilation et/ou climatisation de l'habitacle.
Le circuit de climatisation 10 comprend ici pour cela une boucle principale parcourue par le fluide réfrigérant qui comprend dans cet ordre, selon le sens d'écoulement du fluide réfrigérant, un compresseur 18, un condenseur 20, un premier dispositif de détente 22, configuré pour échanger de la chaleur avec le flux d'air Fi interne, et le premier échangeur bifluide 14. Le condenseur 20 permet de transmettre des calories au flux d'air Fi interne.
Le condenseur 20 est ici agencé dans l'installation 16 de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour permettre l'échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le flux d'air Fi interne. Le condenseur 20 est notamment agencé directement dans le flux d'air interne.
En variante non représentée de l'invention, le condenseur 20 permet d'échanger de la chaleur avec le flux d'air interne par l'intermédiaire du circuit 1 2 de fluide caloporteur. Dans ce cas, le condenseur 20 transmet des calories au fluide caloporteur par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur, puis le fluide caloporteur transmet lesdites calories au flux d'air interne par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur, dit "heater core", agencé directement dans le flux d'air interne.
Le fluide réfrigérant est à l’état gazeux haute pression en sortant du compresseur 1 8. Il subit ensuite une condensation en passant à travers le condenseur 20, cédant au passage des calories au flux d'air interne Fi, et passe à l’état liquide. Il subit alors une détente dans le premier dispositif de détente 22 et passe dans le premier échangeur bifluide 14 où il s’évapore, absorbant des calories du fluide caloporteur.
En récupérant des calories du deuxième circuit 1 2 de fluide caloporteur, il est possible de chauffer le flux d'air Fi interne au moyen du condenseur 20 même lorsque la température extérieure est trop basse pour que le premier circuit 1 0 de climatisation puisse fonctionner en mode de pompe à chaleur externe par échange de chaleur avec l'air extérieur. Cela permet notamment de ne pas avoir à équiper l'installation 16 de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation d'un dispositif de chauffage électrique de l'air.
Le circuit 1 0 de climatisation est ici inversible. Cela signifie qu'il est aussi susceptible de fonctionner dans un mode de refroidissement du flux d'air interne Fi.
A titre d'exemple non limitatif, le circuit 1 0 de climatisation représenté à la figure 1 comporte plus particulièrement une première conduite A1 de circulation comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, le compresseur 1 8, le condenseur 20 disposé dans le flux d’air Fi interne, un deuxième dispositif 24 de détente, un évapo-condenseur 26 disposé dans un flux d’air Fe extérieur. L’évapo-condenseur 26 est ainsi généralement disposé en face avant du véhicule automobile. Un volet (non représenté) peut également être installé dans l'installation 1 6 de chauffage, ventilation et/ou climatisation afin d’empêcher ou non au flux d’air interne de traverser le condenseur 20. La première conduite A1 de circulation peut également comporter un accumulateur 28 permettant une séparation de phase du fluide réfrigérant et disposé en amont du compresseur 1 8, entre l’évapo-condenseur 26 et ledit compresseur 1 8.
Le circuit 1 0 de climatisation comporte également une deuxième conduite de circulation A2 connectée en parallèle de l’évapo-condenseur 26. Cette deuxième conduite de circulation A2 relie plus particulièrement : - un premier point de jonction 30 disposé en aval du condenseur 20, entre ledit condenseur 20 et le deuxième dispositif de détente 24, et
- un deuxième point de jonction 32 disposé en aval de l’évapo-condenseur 26, entre ledit évapo-condenseur 26 et le compresseur 1 8, plus précisément en amont de l’accumulateur 28.
Cette deuxième conduite de circulation A2 comporte notamment un troisième dispositif de détente 33 et un évaporateur 34 disposé dans le flux d’air Fi interne.
Le circuit 10 de climatisation comporte en outre une troisième conduite de circulation A3 reliant la sortie de l’évapo- condenseur 26 et l’entrée du troisième dispositif de détente 33. Cette troisième conduite de circulation A3 relie plus particulièrement :
- un troisième point de jonction 36 disposé en aval de l’évapo-condenseur 26, entre ledit évapo-condenseur 26 et le compresseur 1 8, plus précisément en amont de l’accumulateur 28, et
- un quatrième point de jonction 38 disposé sur la deuxième conduite de circulation A2 en amont du troisième dispositif de détente 33, entre le premier point de jonction 30 et le troisième dispositif de détente 33.
Le circuit 1 0 de climatisation comporte aussi une quatrième conduite de circulation A4 reliant l’entrée du troisième dispositif de détente 33 et l’entrée du compresseur 1 8. Cette quatrième conduite de circulation A4 relie précisément :
- un cinquième point de jonction 40 disposé sur la deuxième conduite de circulation A2 en amont du troisième dispositif de détente 33, entre le quatrième point de jonction 38 de la troisième conduite de circulation A3 et ledit troisième dispositif de détente 33, et
- un sixième point de jonction 42 disposé en amont du compresseur 18, entre l'évaporateur 34 et le deuxième point de jonction 32 de la deuxième conduite de circulation A2, plus précisément en amont de l’accumulateur 28.
La quatrième conduite de circulation A4 comporte notamment le premier dispositif de détente 22 et l’échangeur de chaleur bifluide 14. Le premier dispositif de détente 22 est disposé en amont de l’échangeur de chaleur bifluide 14, entre le cinquième point de jonction 40 et ledit échangeur de chaleur bifluide 14.
Le circuit 1 0 de climatisation comporte aussi un dispositif de redirection du fluide réfrigérant afin de définir par quelle conduite de circulation il circule. Dans l’exemple illustré à la figure 1 , ce dispositif de redirection du fluide réfrigérant comporte notamment :
- une première vanne d’arrêt 44 disposée sur la deuxième conduite de circulation A2 entre le premier point de jonction 30 et le quatrième point de jonction 38,
- une deuxième vanne d’arrêt 46 disposée sur la première conduite de circulation A1 entre le troisième point de jonction 36 et le deuxième point de jonction 32,
- un clapet anti-retour 48 disposé sur la troisième conduite de circulation A3, disposé de sorte à empêcher la circulation de fluide réfrigérant depuis le quatrième point de jonction 38 vers le troisième point de jonction 36,
- un clapet anti-retour 50 disposé sur la deuxième conduite de circulation A2, disposé de sorte à empêcher la circulation de fluide réfrigérant depuis le sixième point de jonction 42 vers l'évaporateur 34.
Les premier 22, deuxième 24 et troisième 33 dispositifs de détente comportent quant à eux une fonction d’arrêt permettant d’empêcher au fluide réfrigérant de les traverser lorsqu'elle est activée.
Il est cependant tout à fait possible d’imaginer d’autres moyens afin de définir par quelle conduite de circulation le fluide réfrigérant circule, comme par exemple des vannes trois-voies disposées stratégiquement sur des points de jonction. Lorsque le circuit 10 de climatisation fonctionne en mode de pompe à chaleur interne, les vannes d'arrêt sont commandées de manière que le fluide réfrigérant circule uniquement par la boucle principale. L'échangeur de chaleur bifluide 14 remplit alors la fonction d'évaporateur du fluide réfrigérant, tandis que le fluide réfrigérant ne circule pas dans l'évapo-condenseur 26 de manière que seules les calories du fluide caloporteur du circuit 1 2 de fluide caloporteur sont utilisées pour réchauffer le flux d'air Fi interne. Dans ce mode de fonctionnement en pompe à chaleur interne, l'échangeur de chaleur bifluide 14 est actif avec une fonction d'évaporateur du fluide réfrigérant.
On décrit à présent le circuit 1 2 de fluide caloporteur en référence à la figure 2.
Le circuit 12 de fluide caloporteur comporte une première branche B1 comportant, selon le sens de circulation du fluide caloporteur, une première pompe 52, un échangeur de chaleur "machines électriques" 54 et ledit échangeur de chaleur bifluide 14.
L'échangeur de chaleur "machines électriques" 54 est configuré pour permettre l'échange de chaleur entre le moteur électrique du véhicule et/ou l'électronique de puissance, d'une part, et le fluide caloporteur, d'autre part. L'échangeur de chaleur "machines électriques" 54 permet plus particulièrement de refroidir le moteur électrique et/ou l'électronique de puissance lors de son fonctionnement en transmettant la chaleur qu'il produit au fluide caloporteur.
Dans le mode de réalisation représenté aux figures, l'échangeur de chaleur "machines électriques" échange de la chaleur avec le moteur électrique.
En variante, l'échangeur de chaleur "machines électriques" échange de la chaleur avec l'électronique de puissance.
Le circuit 12 de fluide caloporteur comporte aussi une deuxième branche B2 dont une extrémité amont est raccordée directement à la première branche B1 en un premier point 56 de raccordement en aval de l'échangeur de chaleur bifluide 14. Une extrémité aval de la deuxième branche B2 est raccordée directement à la première branche B1 en un deuxième point 58 de raccordement agencé en amont de la première pompe 52.
Outre la première pompe 52, l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54 et l'échangeur de chaleur bifluide 14, la première branche B1 ne comporte aucun autre dispositif susceptible de modifier sensiblement la quantité de chaleur accumulée par le fluide caloporteur. La première branche B1 ne comporte notamment aucun autre échangeur de chaleur. Plus particulièrement, l'échangeur de chaleur bifluide 14 est agencé directement en aval de l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54 sans interposition d'aucun autre dispositif.
De même, la deuxième branche B2 ne comporte aucun dispositif susceptible de modifier sensiblement la quantité de chaleur accumulée par le fluide caloporteur. La deuxième branche B2 ne comporte notamment aucun échangeur de chaleur.
Plus particulièrement, la deuxième branche B2 peut comporter uniquement un vase 60 d'expansion du fluide caloporteur. Telle que représentée ici, la deuxième branche B2 ne comporte pas de vase d'expansion.
Le circuit 1 2 de fluide caloporteur est configuré de manière que, dans un premier mode de chauffage du flux d'air Fi interne, la totalité du fluide caloporteur passant à travers l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54 passe ensuite à travers l'échangeur de chaleur bifluide 14 avant de revenir à la première pompe 52 par la deuxième branche B2. Dans ce mode de fonctionnement, l'échangeur de chaleur bifluide 14 est actif avec une fonction d'évaporateur du fluide réfrigérant. Ce mode de fonctionnement est notamment illustré à la figure 3 dans laquelle les conduites dans lesquelles le fluide caloporteur circule sont indiquées en gras, le fluide caloporteur restant sensiblement immobile dans les autres conduites. Le sens de circulation du fluide caloporteur est indiqué par des flèches.
Ce premier mode de chauffage est activé lorsque le moteur électrique du véhicule, et/ou l'électronique de puissance, produit suffisamment de chaleur ou si sa température actuelle est suffisamment élevée. S'agissant du moteur électrique, cette situation intervient notamment lorsqu'il est mis à contribution pour déplacer le véhicule.
Le circuit 1 0 de climatisation fonctionne dans le même temps en mode de pompe à chaleur interne. Ainsi, l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54 fournit des calories au fluide caloporteur mis en circulation par la première pompe 52. Une partie de ces calories sont transmises au fluide réfrigérant par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur bifluide 14, de manière à ensuite réchauffer le flux d'air Fi interne par l'intermédiaire du condenseur 20. La totalité du fluide caloporteur en circulation revient ensuite à la première pompe 52 via la deuxième branche B2 pour être de nouveau chauffé par l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54. Ainsi, la chaleur accumulée par le fluide caloporteur augmente rapidement à chaque nouveau cycle dans une première boucle à un seul flux de fluide caloporteur formée par la première branche B1 et la deuxième branche B2. Cela permet de faire rapidement augmenter la température du flux d'air Fi interne par l'intermédiaire du circuit 1 0 de climatisation.
Pour permettre un chauffage rapide, la première boucle formée uniquement par la première branche B1 et la deuxième branche B2 est avantageusement très courte. Avantageusement, cette boucle comporte uniquement la première pompe 52, l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54 et l'échangeur de chaleur bifluide 14, ainsi que des moyens pour rediriger le fluide caloporteur uniquement dans cette première boucle.
En se reportant à nouveau à la figure 2, le circuit 1 2 de fluide caloporteur comporte aussi une troisième branche B3 qui est raccordée à la première branche B1 en parallèle à la première pompe 52 et à l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54. La troisième branche B3 comporte, selon le sens de circulation du fluide caloporteur, une deuxième pompe 60 et un échangeur de chaleur "batteries" 62.
L'échangeur de chaleur "batteries" 62 est configuré pour permettre l'échange de chaleur entre les batteries de traction du véhicule et le fluide caloporteur. L'échangeur de chaleur "batteries" 62 permet plus particulièrement de refroidir les batteries lors de leur fonctionnement en transmettant la chaleur qu'elles produisent au fluide caloporteur, ou encore de les chauffer lorsque leur température est trop basse. Les batteries doivent être maintenues dans une plage de températures de fonctionnement comprise par exemple entre 10°C et 20°C.
Une extrémité amont de la troisième branche B3 est raccordée à la deuxième branche B2 au premier point 56 de raccordement. Une extrémité aval de la troisième branche B3 est raccordée à la première branche B1 en amont de l'échangeur de chaleur bifluide 14 en un troisième point 64 de raccordement. Plus particulièrement, le troisième point 64 de raccordement est agencé en aval de l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54.
La troisième branche B3 comporte ici un dispositif 66 de chauffage du fluide qui est interposé entre la deuxième pompe 60 et l'échangeur 62 de chaleur batteries. Le dispositif 66 de chauffage du fluide caloporteur est ici un dispositif de chauffage électrique, par exemple qui chauffe le fluide caloporteur au moyen de résistances électriques.
Le circuit 12 de fluide caloporteur comporte aussi une quatrième branche B4 qui est raccordée à la troisième branche B3 en dérivation par rapport à la deuxième pompe 60 et au dispositif 66 de chauffage. Plus particulièrement, une extrémité amont de la quatrième branche B4 est raccordée à la troisième branche B3 en un quatrième point 68 de raccordement qui est agencé en aval du dispositif 66 de chauffage et en amont de l'échangeur de chaleur "batteries" 62. Une extrémité aval de la quatrième branche B4 est raccordée à la troisième branche B3 en un cinquième point 70 de raccordement qui est agencé en aval du premier point 56 de raccordement et en amont de la deuxième pompe 60.
La quatrième branche B4 comporte un radiateur 72 interne qui est agencé dans le flux d'air Fi interne. Le radiateur 72 interne est plus particulièrement agencé dans l'installation 16 de chauffage, ventilation et/ou climatisation de l'habitacle de manière à transmettre la chaleur du fluide caloporteur vers le flux d'air Fi interne pour chauffer l'habitacle.
Le circuit 12 de fluide caloporteur comporte aussi une cinquième branche B5 qui est raccordée à la première branche B1 en parallèle de la première pompe 52 et de l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54. Plus particulièrement, la cinquième branche B5 comporte une extrémité amont qui est raccordée à la première branche B1 en un sixième point 74 de raccordement qui est agencé en aval de l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54 et en amont de l'échangeur de chaleur bifluide 14. Plus particulièrement, le sixième point 74 de raccordement est agencé en amont du troisième point 64 de raccordement. La cinquième branche B5 comporte en outre une extrémité aval qui est raccordée à la première branche B1 au deuxième point 58 de raccordement.
La cinquième branche comportant un radiateur 76 externe agencé dans le flux d'air Fe externe. Ce radiateur 76 externe est destiné à évacuer les calories transportées par le fluide caloporteur vers l'extérieur du véhicule.
Le circuit 12 de fluide caloporteur comporte aussi une sixième branche B6 qui raccorde la cinquième branche B5 en aval du radiateur 76 externe avec la troisième branche B3 en amont de la deuxième pompe 52. Plus particulièrement, la sixième branche B6 comporte une extrémité amont qui est raccordée à la cinquième branche B5 en un septième point 78 de raccordement qui est agencé en aval du radiateur 76 externe et en amont du deuxième point 58 de raccordement. La sixième branche B6 comporte aussi une extrémité aval qui est raccordée à la troisième branche B3 en un huitième point 80 de raccordement qui est agencé en aval du premier point 56 de raccordement et en amont de la deuxième pompe 60.
Pour permettre de diriger le fluide caloporteur lors des différents modes de fonctionnement du circuit 1 2 de fluide caloporteur, ce dernier comporte un dispositif de redirection du fluide caloporteur. Avantageusement, le circuit 1 2 de fluide caloporteur décrit précédemment est susceptible de fonctionner dans de très nombreux modes de fonctionnement avec un minimum de composants de redirection. Le dispositif de redirection comporte des vannes, plus particulièrement il comporte ici uniquement trois vannes à trois voies :
- une première vanne à trois voies 82 est agencée au premier point 56 de raccordement entre la première branche B1 , la deuxième branche B2 et la troisième branche B3 ;
- une deuxième vanne à trois voies 84 est agencée au quatrième point 68 de raccordement de la quatrième branche B4 avec la troisième branche B3 ;
- une troisième vanne à trois voies 86 est agencée au sixième point 74 de raccordement de la cinquième branche B5 avec la première branche B1 .
Les vannes à trois voies 82, 84 et 86 comportent une entrée et deux sorties. Les sorties peuvent être fermées simultanément ou alternativement pour permettre de diriger le fluide caloporteur dans la bonne direction.
En outre, l'état de fonctionnement des deux pompes 52, 60 participe aussi à la redirection du fluide caloporteur dans le circuit 12 de fluide caloporteur. Le dispositif de redirection comporte aussi un clapet 88 antiretour qui est agencé dans la cinquième branche B5. Le clapet 88 anti-retour est agencé en aval du radiateur 76 externe. Le clapet 88 anti-retour est ici agencé en aval du septième point 78 de raccordement et en amont du deuxième point 58 de raccordement.
Pour fonctionner dans le premier mode de chauffage de l'air Fi interne selon la première boucle représentée à la figure 3, seule la première pompe 52 est activée. La première vanne à trois voies 82 est commandée pour diriger le fluide caloporteur arrivant de la première branche B1 vers la deuxième branche B2. La troisième vanne à trois voies 86 est commandée pour diriger le fluide caloporteur arrivant de l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54 directement vers l'échangeur de chaleur bifluide 14 par la première branche B1 et non vers la cinquième branche B5.
On décrit à présent le fonctionnement du circuit 1 2 de fluide caloporteur dans divers modes en référence aux figures suivantes.
Comme représenté à la figure 4, le circuit 12 de fluide caloporteur peut fonctionner dans un deuxième mode de chauffage du flux d'air Fi interne. Dans ce mode de fonctionnement, le fluide caloporteur circule dans une deuxième boucle fermée, à un seul flux de fluide caloporteur, dans laquelle il passe successivement à travers la deuxième pompe 60, le dispositif 66 de chauffage, l'échangeur de chaleur "batteries" 62, l'échangeur de chaleur bifluide 14 avant de revenir à la deuxième pompe 60. Dans ce mode de fonctionnement, le circuit 1 0 de climatisation fonctionne dans son mode de pompe à chaleur interne dans lequel l'échangeur de chaleur bifluide 14 remplit la fonction d'évaporateur du fluide réfrigérant. En outre, le dispositif 66 de chauffage est inactif.
Ce mode de fonctionnement permet notamment de refroidir les batteries en transmettant sa chaleur au fluide réfrigérant via le fluide caloporteur à travers l'échangeur de chaleur "batteries" 62 et l'échangeur de chaleur bifluide 14. Pour obtenir cette deuxième boucle, seule la deuxième pompe 60 est activée. La première vanne à trois voies 82 est commandée pour diriger le fluide caloporteur arrivant de la première branche B1 vers la troisième branche B3. La deuxième vanne à trois voies 84 est commandée pour diriger le fluide caloporteur arrivant de la deuxième pompe 60 vers l'échangeur de chaleur "batteries" 62 sur la troisième branche B3 et non vers la quatrième branche B4. La troisième vanne à trois voies 86 est complètement fermée.
Le circuit 12 de fluide caloporteur peut aussi fonctionner dans un mode de chauffage de la batterie en utilisant la deuxième boucle illustrée à la figure 4. Dans ce cas, l'échangeur de chaleur bifluide 14 est inactif, tandis que le dispositif 66 de chauffage est actif. Ainsi, le dispositif 66 de chauffage fournit des calories aux batteries via le fluide caloporteur pour réchauffer les batteries.
Comme représenté à la figure 5, le circuit 12 de fluide caloporteur peut aussi fonctionner dans un mode de chauffage de la batterie au moyen de la chaleur émise par le moteur électrique et/ou l'électronique de puissance. Le fluide caloporteur circule alors dans une troisième boucle présentant un flux de circulation commun divisé en deux flux. Dans ce cas la totalité du fluide caloporteur circule dans l'échangeur de chaleur bifluide 14 avant d'être divisé en deux flux :
- un premier flux traverse successivement la première pompe 52 et l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54 avant de revenir vers l'échangeur de chaleur bifluide 14,
- un deuxième flux traverse successivement la deuxième pompe 60, le dispositif 66 de chauffage et l'échangeur de chaleur "batteries" 62 avant de revenir à l'échangeur de chaleur bifluide 14.
Dans ce mode de fonctionnement, le dispositif 66 de chauffage et l'échangeur de chaleur bifluide 14 sont inactifs. Pour obtenir cette fonction, les deux pompes 52, 60 sont activées simultanément. La première vanne à trois voies 82 est commandée pour diriger le fluide caloporteur arrivant de la première branche B1 vers la troisième branche B3. La deuxième vanne à trois voies 84 est commandée pour diriger le fluide caloporteur arrivant de la deuxième pompe 60 vers l'échangeur de chaleur "batteries" 62 sur la troisième branche B3 et non vers la quatrième branche B4. La troisième vanne à trois voies 86 est commandée pour diriger le fluide caloporteur arrivant de l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54 directement vers l'échangeur de chaleur bifluide 14 par la première branche B1 et non vers la cinquième branche B5.
La troisième boucle de circulation illustrée à la figure 5 peut aussi être utilisée pour réaliser un troisième mode de chauffage de l'air Fi interne dans lequel la chaleur des batteries, d'une part, et du moteur électrique et/ou de l'électronique de puissance, d'autre part, sont utilisées simultanément pour chauffer le flux d'air Fi interne. Au besoin, le dispositif 66 de chauffage peut être activé si la demande de chauffage n'est pas suffisamment satisfaite par les batteries et le moteur électrique.
Dans ce mode de fonctionnement, le circuit 1 0 de climatisation fonctionne dans son mode de pompe à chaleur interne dans lequel l'échangeur de chaleur bifluide 14 remplit la fonction d'évaporateur du fluide réfrigérant.
Comme représenté à la figure 6, le circuit 12 de fluide caloporteur peut fonctionner dans un mode de refroidissement passif des batteries et/ou du moteur électrique et/ou de l'électronique de puissance. Dans ce mode de fonctionnement, le fluide caloporteur circule dans une quatrième boucle fermée en passant successivement dans la première pompe 52, dans l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54, dans le radiateur 76 externe, dans la deuxième pompe 60, dans le dispositif 66 de chauffage, dans l'échangeur de chaleur "batteries" 62 et dans l'échangeur de chaleur bifluide 14 avant de revenir à la première pompe 52. Dans ce mode de fonctionnement, l'échangeur de chaleur bifluide 14 et le dispositif 66 de chauffage sont inactifs. La chaleur produite par les batteries et/ou le moteur électrique et/ou l'électronique de puissance, est transmise, via les échangeurs de chaleur 54, 62 associés, au fluide caloporteur. Puis la chaleur est évacuée dans le flux d'air Fe externe via le radiateur 76 externe.
Pour obtenir cette fonction, les deux pompes 52, 60 sont activées simultanément. La première vanne à trois voies 82 est commandée pour diriger le fluide caloporteur arrivant de la première branche B1 vers la deuxième branche B2. La deuxième vanne à trois voies 84 est commandée pour diriger le fluide caloporteur arrivant de la deuxième pompe 60 vers l'échangeur de chaleur "batteries" 62 sur la troisième branche B3 et non vers la quatrième branche B4. La troisième vanne à trois voies 86 est commandée pour diriger le fluide caloporteur arrivant de l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54 vers la cinquième branche B5.
Comme représenté à la figure 7, le circuit 12 de fluide caloporteur peut fonctionner dans un quatrième mode de chauffage du flux d'air Fi interne. Pour ce faire, le fluide caloporteur circule dans une cinquième boucle fermée passant successivement à travers la deuxième pompe 60, le dispositif 66 de chauffage et le radiateur 72 interne avant de revenir à la deuxième pompe 60. Dans ce mode de fonctionnement, le dispositif 66 de chauffage est actif.
Ainsi, le fluide caloporteur circule en boucle courte, ce qui permet de chauffer rapidement le fluide caloporteur au moyen du dispositif 66 de chauffage et de transmettre cette chaleur directement au flux d'air Fi interne par l'intermédiaire du radiateur 72 interne.
Pour obtenir cette fonction, la deuxième pompe 60 est activée. La première vanne à trois voies 82 est totalement fermée. La deuxième vanne à trois voies 84 est commandée pour diriger le fluide caloporteur arrivant de la deuxième pompe 60 vers la quatrième branche B4. Comme représenté aux figures 8 et 9, le circuit 12 de fluide caloporteur peut fonctionner dans un mode de refroidissement passif du moteur électrique, et/ou de l'électronique de puissance, dans lequel le fluide caloporteur circule dans une sixième boucle fermée passant successivement à travers la première pompe 52, l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54 et le radiateur 76 externe avant de revenir à la première pompe 52.
Ainsi, l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54 permet de refroidir le moteur électrique, et/ou l'électronique de puissance, en transmettant la chaleur qu'il émet au fluide caloporteur. Cette chaleur est ensuite transmise au flux d'air Fe externe par l'intermédiaire du radiateur 76 externe.
Pour obtenir cette sixième boucle, la première pompe 52 est activée. La sortie de la première vanne à trois voies 82 qui est raccordée à la deuxième branche B2 est fermée. La troisième vanne à trois voies 86 est commandée pour diriger le fluide caloporteur venant de l'échangeur de chaleur "machines électriques" 54 vers la cinquième branche B5.
Comme représenté à la figure 8, cette fonction de refroidissement passif du moteur électrique et/ou de l'électronique de puissance peut fonctionner simultanément avec l'une des fonctions mettant en oeuvre la deuxième boucle illustrée à la figure 4, car le fluide caloporteur circulant dans chacune ces deux boucles ne se mélangent pas.
Comme représenté à la figure 9, cette fonction en mode de refroidissement passif du moteur électrique, et/ou de l'électronique de puissance, est aussi compatible avec le fonctionnement selon le quatrième mode de chauffage du flux d'air interne pour la même raison qu'expliquée au paragraphe précédent.
L'invention permet ainsi de réchauffer rapidement l'habitacle du véhicule en récupérant la chaleur du fluide caloporteur du circuit 12 de fluide caloporteur par l'intermédiaire du circuit 1 0 de climatisation. Il n'est donc plus nécessaire d'agencer un dispositif de chauffage électrique directement dans le flux d'air interne.
En outre, l'invention permet d'exploiter la chaleur produite par le moteur électrique et/ou l'électronique de puissance et/ou les batteries du véhicule pour réchauffer l'habitacle.
De plus, le circuit 12 de fluide caloporteur ainsi configuré permet de réaliser de nombreuses fonctions en utilisant un minimum de composants, par exemple uniquement trois vannes à trois voies.

Claims

24 REVENDICATIONS
1 . Système de gestion thermique d'un véhicule hybride ou électrique, le système de gestion thermique comportant un circuit (10) de climatisation inversible dans lequel circule un fluide réfrigérant et comportant un échangeur de chaleur bifluide (14) agencé conjointement sur un circuit (1 2) de fluide caloporteur, le circuit (1 0) de climatisation comportant un condenseur (20) pour transmettre des calories à un flux d'air (Fi) interne, caractérisé en ce que le circuit (1 2) de fluide caloporteur comporte :
- une première branche (B1 ) comportant, une première pompe (52), un échangeur de chaleur "machines électriques" (54), qui permet l'échange de chaleur entre au moins un moteur électrique et/ou de l'électronique de puissance du véhicule, d'une part, et le fluide caloporteur, d'autre part, et l'échangeur de chaleur bifluide (14),
- une deuxième branche (B2) raccordée à la première branche (B1 ) de façon à ce que la première branche (B1 ) et la deuxième branche (B2) forme un circuit fermé de fluide caloporteur. et en ce que le circuit (1 2) de fluide caloporteur est configuré de manière que, dans un premier mode de chauffage du flux d'air (Fi) interne, la totalité du fluide caloporteur passant à travers l'échangeur de chaleur "machines électriques" (54) passe ensuite à travers l'échangeur de chaleur bifluide (14) avant de revenir à la première pompe (52), l'échangeur de chaleur bifluide (14) étant actif.
2. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première branche (B1 ) comporte, dans le sens de circulation du fluide caloporteur, la première pompe (52), I’ échangeur de chaleur "machines électriques" (54) et l'échangeur de chaleur bifluide (14) et en ce qu’une extrémité amont de la deuxième branche (B2) est raccordée directement à la première branche (B1 ) en aval de l’échangeur de chaleur bifluide (14) et une extrémité aval de la deuxième branche (B2) est raccordée directement à la première branche (B1 ) en amont de la première pompe (52).
3. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que dans la première branche (B1 ), l'échangeur de chaleur bifluide (14) est agencé directement en aval de l'échangeur de chaleur "machines électriques" (54).
4. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, outre la première pompe (52), l'échangeur de chaleur "machines électriques" (54) et l'échangeur de chaleur bifluide (14), la première branche (B1 ) ne comporte aucun autre dispositif susceptible de modifier sensiblement la quantité de chaleur accumulée par le fluide caloporteur.
5. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la deuxième branche (B2) ne comporte aucun dispositif susceptible de modifier sensiblement la quantité de chaleur accumulée par le fluide caloporteur.
6. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la deuxième branche (B2) comporte un vase d'expansion du fluide caloporteur.
7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit (12) de fluide caloporteur comporte une troisième branche (B3) qui est raccordée à la première branche (B1 ) en parallèle à la première pompe (52) et à l'échangeur de chaleur "machines électriques" (54), et qui comporte, une deuxième pompe (60) et un échangeur de chaleur "batteries" (62), qui est configuré pour permettre l'échange de chaleur entre des batteries du véhicule et le fluide caloporteur, une extrémité amont de la troisième branche (B3) étant raccordée à la deuxième branche (B2) et une extrémité aval de la troisième branche (B3) étant raccordée à la première branche (B1 ) en amont de l'échangeur de chaleur bifluide (14).
8. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la troisième branche (B3) comporte un dispositif (66) de chauffage électrique du fluide caloporteur qui est interposé entre la deuxième pompe (60) et l'échangeur de chaleur "batteries" (62).
9. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le circuit (1 2) de fluide caloporteur comporte une quatrième branche (B4) qui est raccordée à la troisième branche (B3) en dérivation par rapport à la deuxième pompe (60) et au dispositif (66) de chauffage, et qui comporte un radiateur (72) interne qui est agencé dans le flux d'air (Fi) interne, une extrémité amont de la quatrième branche (B4) étant raccordée à la troisième branche (B3) entre le dispositif (66) de chauffage et l'échangeur de chaleur "batteries" (62), et une extrémité aval de la quatrième branche (B4) étant raccordée à la troisième branche (B3) en amont de la deuxième pompe (60).
10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit (12) de fluide caloporteur comporte une cinquième branche (B5) qui est raccordée à la première branche (B1 ) en parallèle de la première pompe (52) et de l'échangeur de chaleur "machines électriques" (54), la cinquième branche (B5) comportant un radiateur (76) externe agencé dans un flux d'air (Fe) externe.
1 1 . Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la cinquième branche (B5) comporte un clapet (88) antiretour qui est agencé en aval du radiateur (76) externe.
12. Système selon les revendications 6 et 9, caractérisé en ce que le circuit (1 2) de fluide caloporteur comporte une sixième branche (B6) qui raccorde la cinquième branche (B5) en aval du radiateur (76) externe et avec la troisième branche (B3) en amont de la deuxième pompe (60) et de l’échangeur de chaleur "batteries" (62).
13. Système selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 1 1 , caractérisé en ce que la 27 sixième branche (B6) est raccordée à la cinquième branche (B5) en amont du clapet (88) anti-retour.
14. Système selon l'une quelconque les revendications 1 0 à 13, caractérisé en ce que le circuit (12) de fluide caloporteur comporte un dispositif de redirection du fluide caloporteur qui comporte uniquement trois vannes à trois voies :
- une première vanne à trois voies (82) étant agencée en un point de raccordement entre la première branche (B1 ), la deuxième branche (B2) et la troisième branche (B3) ;
- une deuxième vanne à trois voies (84) étant agencée en un point de raccordement de la quatrième branche (B4) avec la troisième branche (B3) ;
- une troisième vanne à trois voies (86) étant agencée en un point de raccordement de la cinquième branche (B5) avec la première branche (B1 ).
15. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans le premier mode de chauffage, l'échangeur de chaleur bifluide (14) remplit, dans le circuit (1 0) de climatisation, la fonction d'évaporateur du fluide réfrigérant.
16. Procédé de fonctionnement d'un système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans un premier mode de chauffage du flux d'air (Fi) interne, la totalité du fluide caloporteur passant à travers l'échangeur de chaleur "machines électriques" (54) passe ensuite à travers l'échangeur de chaleur bifluide (14) avant de revenir à la première pompe (52) par la deuxième branche (B2), l'échangeur de chaleur bifluide (14) étant actif.
PCT/EP2022/078294 2021-10-26 2022-10-11 Systeme de gestion thermique pour vehicule hybride ou electrique WO2023072586A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR2111331 2021-10-26
FR2111331A FR3128408B1 (fr) 2021-10-26 2021-10-26 Systeme de gestion thermique pour vehicule hybride ou electrique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023072586A1 true WO2023072586A1 (fr) 2023-05-04

Family

ID=78828210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/078294 WO2023072586A1 (fr) 2021-10-26 2022-10-11 Systeme de gestion thermique pour vehicule hybride ou electrique

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3128408B1 (fr)
WO (1) WO2023072586A1 (fr)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3057494A1 (fr) * 2016-10-13 2018-04-20 Hutchinson Installation de conditionnement thermique d'un habitacle et/ou d'au moins un organe d'un vehicule automobile
CN108482067A (zh) * 2018-05-21 2018-09-04 上海思致汽车工程技术有限公司 一种节能型多回路电动汽车热管理系统
US20190135075A1 (en) * 2016-07-11 2019-05-09 Hanon Systems Heat pump system for vehicle
WO2019220036A1 (fr) * 2018-05-15 2019-11-21 Valeo Systemes Thermiques Circuit de gestion thermique d'un vehicule hybride ou electrique
US20200031191A1 (en) * 2018-07-25 2020-01-30 Hyundai Motor Company Vehicle heat management system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190135075A1 (en) * 2016-07-11 2019-05-09 Hanon Systems Heat pump system for vehicle
FR3057494A1 (fr) * 2016-10-13 2018-04-20 Hutchinson Installation de conditionnement thermique d'un habitacle et/ou d'au moins un organe d'un vehicule automobile
WO2019220036A1 (fr) * 2018-05-15 2019-11-21 Valeo Systemes Thermiques Circuit de gestion thermique d'un vehicule hybride ou electrique
CN108482067A (zh) * 2018-05-21 2018-09-04 上海思致汽车工程技术有限公司 一种节能型多回路电动汽车热管理系统
US20200031191A1 (en) * 2018-07-25 2020-01-30 Hyundai Motor Company Vehicle heat management system

Also Published As

Publication number Publication date
FR3128408A1 (fr) 2023-04-28
FR3128408B1 (fr) 2023-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3856555B1 (fr) Circuit de fluide refrigerant pour vehicule
FR3074272B1 (fr) Circuit de gestion thermique d'un vehicule hybride ou electrique
EP3465025B1 (fr) Circuit de climatisation de véhicule automobile
EP3924673B1 (fr) Dispositif de gestion thermique de vehicule automobile electrique ou hybride
EP2720890B1 (fr) Circuit de fluide refrigerant et procede de controle d'un tel circuit
FR3008929A1 (fr) Dispositif de conditionnement thermique pour vehicule automobile comprenant une machine electrique servant a l'entrainement dudit vehicule
WO2018185412A1 (fr) Circuit de climatisation inversible indirect de vehicule automobile et procede de fonctionnement correspondant
WO2016188666A1 (fr) Systeme de gestion thermique de vehicule electrique
EP3263374A1 (fr) Circuit de climatisation réversible de véhicule automobile et procédés de fonctionnement
EP3914866B1 (fr) Circuit de climatisation de vehicule automobile et procede de gestion associe
EP4100268A1 (fr) Dispositif de recuperation et de regulation d'energie thermique d'un vehicule electrique a generateur electrochimique avec un systeme hvac
FR3022852A1 (fr) Dispositif de gestion thermique de vehicule automobile et procede de pilotage correspondant
WO2023072586A1 (fr) Systeme de gestion thermique pour vehicule hybride ou electrique
EP4422894A1 (fr) Systeme de gestion thermique pour vehicule hybride ou electrique
WO2021152235A1 (fr) Dispositif de gestion thermique pour vehicule automobile
FR2988467A1 (fr) Installation de chauffage pour un vehicule hybride
WO2024079242A1 (fr) Systeme de gestion thermique pour vehicule hybride ou electrique
WO2020165513A1 (fr) Dispositif de gestion thermique de véhicule automobile électrique ou hybride
WO2019150025A1 (fr) Circuit de fluide refrigerant pour vehicule
WO2012065972A1 (fr) Boucle de climatisation munie d'électrovanne et fonctionnant comme pompe à chaleur.
FR3077373A1 (fr) Circuit de gestion thermique d'un vehicule hybride
WO2021058891A1 (fr) Systeme de traitement thermique destine a un vehicule automobile
FR3109912A1 (fr) Dispositif de gestion thermique pour un véhicule automobile hybride
FR3080572A1 (fr) Systeme de traitement thermique destine a un vehicule automobile
FR3141237A1 (fr) Systeme de gestion thermique pour vehicule hybride ou electrique

Legal Events

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

Ref document number: 22812436

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE