WO2023144460A1 - Circuit de refroidissement reconfigurable - Google Patents
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Classifications
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20218—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
- H05K7/20272—Accessories for moving fluid, for expanding fluid, for connecting fluid conduits, for distributing fluid, for removing gas or for preventing leakage, e.g. pumps, tanks or manifolds
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- H05K7/20254—Cold plates transferring heat from heat source to coolant
Definitions
- the technical context of the present invention is that of the cooling circuits of motor vehicles, and in particular of electric vehicles. More particularly, the invention relates to a cooling circuit intended to cool an electrical system during its operation.
- any electrical system heats up during its operation, due for example to a Joule effect.
- this heating depends on the electrical power produced or consumed by the electrical system: the greater the electrical power produced or consumed by the electrical system, the greater its heating.
- cooling circuits lie in their sizing, which depends on the calories to be dissipated at the level of the electrical systems.
- the cooling circuits are generally sized according to the maximum electrical power that can be produced or consumed by the electrical systems thus cooled, in order to be able to guarantee good thermalization of said electrical systems.
- the object of the present invention is to propose a new cooling circuit in order to respond at least in large part to the preceding problems and to further lead to other advantages.
- Another object of the invention is to optimize the sizing of such cooling circuits in order to better manage the evacuation of the calories produced by the electrical systems served.
- Another object of the invention is to improve the adaptability of the cooling circuits according to the electrical power produced or generated by the electrical systems served.
- Another object of the invention is to reduce the electrical consumption of such cooling circuits during their operation.
- a cooling circuit intended to allow the cooling of a first electrical equipment and a second electrical equipment by heat transfer to a fluid heat transfer fluid circulating in the cooling circuit
- the cooling circuit comprising (i) a hydraulic pump configured to control a flow rate of the heat transfer fluid circulating in the cooling circuit, (ii) a first set of hydraulic conductors configured to allow circulation of the fluid heat carrier in the direction of the first electrical equipment, and (iii) a second set of hydraulic conductors configured to allow circulation of the heat transfer fluid towards the second electrical equipment.
- the cooling circuit comprises a hydraulic configuration device configured to be able to configure the cooling circuit:
- the hydraulic conductors take the form of ducts connected to each other in a sealed manner in order to allow fluid circulation of the heat transfer fluid in the cooling circuit.
- the heat transfer fluid is advantageously of the liquid type, possibly of the gas type.
- the heat transfer fluid is water.
- the cooling circuit has, via its hydraulic configuration member, an increased adaptability allowing it to establish a series arrangement or a parallel arrangement of the conductors hydraulics that make it up.
- the hydraulic pump is configured to move the fluid in the cooling circuit, and more particularly in the first set of hydraulic conductors and/or in the first set of hydraulic conductors.
- the cooling circuit in accordance with the first aspect of the invention advantageously comprises at least one of the improvements below, the technical characteristics forming these improvements being able to be taken alone or in combination:
- the cooling circuit comprises a separation point located between the hydraulic pump and each electrical equipment, the separation point dividing an inlet hydraulic conductor located downstream of the hydraulic pump between the first set of hydraulic conductors and the second set of hydraulic conductors.
- the inlet hydraulics conductor, the first hydraulic assembly and the second hydraulic assembly are all fluidly connected at the point of separation, in a preferred star arrangement.
- the heat transfer fluid circulating in the hydraulic conductors and set in motion by the hydraulic pump is divided into two parts at the separation point, a first part of the heat transfer fluid being driven in the direction of the first electrical equipment through the first set of hydraulic conductors, and a second part of the heat transfer fluid being driven in the direction of the second electrical equipment through the second set of hydraulic conductors.
- the heat transfer fluid circulating in the hydraulic conductors and set in motion by the hydraulic pump is first driven in the direction of the first electrical equipment through the first set of hydraulic conductors then towards the second electrical equipment through the second set of hydraulic conductors;
- the cooling circuit comprises a grouping point located downstream of each electrical equipment, the grouping point putting the first set of hydraulic conductors and the second set of hydraulic conductors in fluid communication through an output hydraulic conductor .
- the output hydraulics conductor, the first hydraulic assembly and the second hydraulic assembly are all fluidly connected at the merging point, in a preferred star arrangement;
- the hydraulic configuration member is configured so that the second hydraulic assembly is placed, according to the direction of circulation of the heat transfer fluid circulating in the hydraulic conductors, downstream of the first cooling circuit;
- the hydraulic configuration member comprises at least one multi-way valve, the first set of hydraulic conductors and the second set of hydraulic conductors being fluidly coupled to the at least one multi-way valve. Additionally, the inlet hydraulic conductor is also fluidly coupled to at least the multi-way valve;
- the hydraulic configurator is motorized so that it can be controlled. This advantageous configuration makes it possible to automatically and/or remotely manage the cooling circuit according to its functional parameters and/or according to the cooling needs at the level of the first and/or the second electrical equipment;
- the hydraulic configuration member comprises a 4-way valve.
- two first ways of the 4-way valve are used as input of the hydraulic configuration member, and two second ways of the 4-way valve are used as outputs of the hydraulic configuration member;
- the hydraulic configuration member comprises a first 3-way valve fluidly connected to a second 3-way valve.
- a first way is used as the inlet of the hydraulic control device
- a second way is used as the output of the hydraulic control device
- a third way is used to connect the first valve to 3-way a first way of the second 3-way valve.
- a second way is used as the inlet of the hydraulic configurator and a third way is used as the outlet of the hydraulic configurator;
- the hydraulic configuration member comprises (i) a first arrangement of three 2-way valves fluidically organized in a star configuration, and (ii) a second star arrangement of three 2-way valves channels, a channel of the first arrangement being fluidly connected to a channel of the second arrangement.
- the first arrangement one of the two ways of each 2-way valve are all fluidly connected to each other.
- the other way of a first 2-way valve of the first arrangement is used as the input of the hydraulic configuration device
- the other way of a second 2-way valve of the first arrangement is used as the output of the hydraulic configurator
- the other way of a third 2-way valve of the first arrangement is used to fluidically connect said first arrangement to a first 2-way valve of the second arrangement.
- one of the two ways of each 2-way valve are all fluidly connected to each other.
- the other way of a second 2-way valve of the second arrangement is used as the input of the hydraulic configurator, and the other way of a third 2-way valve of the second arrangement is used as the output. the hydraulic configurator;
- the cooling circuit comprises a control unit configured to control the hydraulic configuration member in order to configure it in the first configuration or in the second configuration.
- a hydraulic assembly comprising (i) a first electrical equipment, (ii) a second equipment electric, (iii) a cooling circuit according to the first aspect of the invention or according to any one of its improvements, the cooling circuit comprising (i) a first heat exchanger configured to allow a transfer of calories between a heat transfer fluid circulating in the cooling circuit and the first electrical equipment, and (ii) a second heat exchanger configured to allow a transfer of calories between the heat transfer fluid and the second electrical equipment.
- the first and/or the second electrical equipment are chosen in particular from electric machines, electric motors, chargers.
- a motor vehicle comprising a hydraulic assembly in accordance with the second aspect of the invention, the motor vehicle is of the type of a thermal, hybrid or electric vehicle.
- FIG.1 illustrates a schematic view of the cooling circuit according to the first aspect of the invention
- FIG.2 illustrates a schematic view of the cooling circuit in which the hydraulic configurator is configured in its first hydraulic configuration
- FIG.3 illustrates a schematic view of the cooling circuit in which the hydraulic configurator is configured in its second hydraulic configuration.
- the invention relates to a cooling circuit 1 intended to allow the cooling of a first electrical equipment ME1 and a second electrical equipment ME2 by heat transfer to a circulating heat transfer fluid in the cooling circuit 1.
- a cooling circuit comprises:
- the invention proposes to equip the cooling circuit 1 with a hydraulic configuration device 12 configured to be able to configure the cooling circuit 1:
- the hydraulic conductors 131 A, 132A, 131 B, 132B of the cooling circuit include:
- cooling circuit 1 includes:
- the hydraulic configuration member 12 makes it possible to fluidly and selectively couple any input E1, E2 of said hydraulic configuration member 12 to any of the outputs S1, S2 of said hydraulic configuration member 12.
- the hydraulic configuration member 12 comprises:
- the hydraulic configurator 12 can be configured to configure the first set 13A and the second set 13B of hydraulic conductors 131 A, 132A, 131 B, 132B according to a series or parallel architecture, depending on the cooling requirements presented by electrical equipment ME1, ME2.
- FIGURE 2 illustrates a first architecture of the cooling circuit 1 according to which the first set 13A and the second set 13B of hydraulic conductors are arranged together in a parallel configuration, leading the first electrical equipment ME1 to be, from the point of view of the heat transfer fluid circulating in the cooling circuit, to be cooled by said cooling circuit 1 in isolation and distinct from the second electrical equipment ME2:
- FIGURE 2 a direction of circulation of the heat transfer fluid in the cooling circuit 1 is illustrated by arrows on the various hydraulic conductors 131 A, 132A, 131 B, 132B.
- the hydraulic configuration member 12 is configured so as to fluidically couple:
- This first hydraulic configuration is particularly suited to significant heat dissipation needs at the level of the first ME1 and the second ME2 electrical equipment.
- FIGURE 3 illustrates a second architecture of the cooling circuit 1 according to which the first set 13A and the second set 13B of hydraulic conductors are arranged between them according to a series configuration, leading the second electrical equipment ME2 to be, from the point of view of the heat transfer fluid circulating in the cooling circuit 1, to be placed downstream of the first electrical equipment ME1.
- the heat transfer fluid then circulating to and from the first electrical equipment ME1 through the first set 13A of hydraulic conductors 131 A, 132A, 131 B, 132B passes through the hydraulic configuration member 12 and then circulates through the through the second set 13B of hydraulic conductors 131A, 132A, 131B, 132B before joining, then, the output conductor 15.
- FIGURE 3 a direction of circulation of the heat transfer fluid in the cooling circuit 1 is illustrated by arrows on the various hydraulic conductors 131 A, 132A, 131 B, 132B.
- the hydraulic configuration member 12 is configured so as to fluidly couple the first input E1 with the second output S2.
- the heat transfer fluid does not circulate in the second upstream conductor 131B of the second set 13B of hydraulic conductors 131A, 132A, 131B, 132B.
- This second hydraulic configuration is particularly suitable for low heat dissipation needs at the level of the first ME1 and the second ME2 electrical equipment.
- the invention also relates to a hydraulic assembly 2 comprising (i) a first electrical equipment ME1, (ii) a second electrical equipment ME2, (iii) a cooling circuit 1 as described previously, the cooling circuit 1 further comprising:
- [78] - a second heat exchanger configured to allow a transfer of calories between the heat transfer fluid circulating in the second set 13B of hydraulic conductors 131 A, 132A, 131 B, 132B and the second electrical equipment ME2.
- the invention relates to a cooling circuit 1 comprising a hydraulic configuration member 12 making it possible to selectively configure a first set 13A and a second set 13B of hydraulic conductors 131 A, 132A, 131 B, 132B according to a configuration series or parallel in order to be able to adapt the heat dissipation capacity of the cooling circuit 1 according to the cooling needs of a first ME1 and a second ME2 electrical equipment.
- the invention is not limited to the examples which have just been described and many adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention.
- the different characteristics, forms, variants and embodiments of the invention can be associated with each other according to various combinations insofar as they are not incompatible or exclusive of each other.
- all the variants and embodiments described above can be combined with one another.
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Abstract
L'invention concerne un circuit de refroidissement (1) comportant un organe de configuration hydraulique (12) permettant de configurer sélectivement un premier ensemble (13A) et un deuxième ensemble (13B) de conducteurs hydrauliques (131A, 132A, 131B, 132B) selon une configuration série ou parallèle afin de pouvoir adapter la capacité de dissipation thermique du circuit de refroidissement (1) en fonction des besoins de refroidissement d'un premier (ME1) et d'un deuxième (ME2) matériel électrique.
Description
DESCRIPTION
TITRE DE L'INVENTION : CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT RECONFIGURABLE
[1] La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2200751 déposée le 28.01.2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
[2] Le contexte technique de la présente invention est celui des circuits de refroidissement des véhicules automobiles, et notamment des véhicules électriques. Plus particulièrement, l’invention a trait à un circuit de refroidissement destiné à refroidir un système électrique durant son fonctionnement.
[3] Dans l’état de la technique, on connaît l’utilisation de systèmes électriques embarqués sur des véhicules automobiles, électriques, hybrides ou thermiques. Ces systèmes électriques remplissent un grand nombre de fonctions et dans de nombreux domaines d’application au véhicule automobile. Certains d’entre eux permettent de démarrer et amorcer un moteur thermique, d’autres permettent de faire fonctionner de nombreuses servitudes du véhicules automobiles, pour la sécurité des occupants, et d’autres encore permettent d’améliorer le confort des passagers.
[4] De manière connue, tout système électrique s’échauffe durant son fonctionnement, du fait par exemple d’un effet Joule. En première approximation, cet échauffement dépend de la puissance électrique produite ou consommée par le système électrique : plus la puissance électrique produite ou consommée par le système électrique est grande, plus son échauffement est important.
[5] Un tel échauffement conduit à une production de calories qu’il convient d’évacuer pour ne pas générer des dysfonctionnement, des pannes ou des casses du système électrique lui-même ou des dispositifs situés dans son environnement proche.
[6] Pour résoudre ce problème technique, on connaît l’usage de circuits de refroidissement qui font circuler un fluide caloriporteur à proximité de tels systèmes électriques. En passant au travers d’un échangeur thermique, le fluide
caloriporteur absorbe une partie des calories produites par le système électrique et les transporte plus loin afin de les transmettre à son tour à un autre médium, par exemple l’air ambiant.
[7] Un inconvénient connu de ces circuits de refroidissement réside dans leur dimensionnement, qui dépend des calories à dissiper au niveau des systèmes électriques. De manière connues, les circuits de refroidissement sont généralement dimensionnés en fonction de la puissance électrique maximale pouvant être produite ou consommée par les systèmes électriques ainsi refroidis, afin de pouvoir garantir une bonne thermalisation desdits systèmes électriques.
[8] Un autre inconvénient connu de ces circuits de refroidissement réside dans leur faible capacité d’adaptation, la seule variable d’ajustement disponible pour adapter la capacité de refroidissement étant le débit du fluide caloriporteur circulant dans ledit circuit de refroidissement.
[9] La présente invention a pour objet de proposer un nouveau circuit de refroidissement afin de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d’autres avantages.
[10] Un autre but de l’invention est d’optimiser le dimensionnement de tels circuits de refroidissement afin de mieux gérer l’évacuation des calories produites par les systèmes électriques desservis.
[11] Un autre but de l’invention est d’améliorer l’adaptabilité des circuits de refroidissement en fonction de la puissance électrique produite ou générée par les systèmes électriques desservis.
[12] Un autre but de l’invention est de réduire la consommation électrique de tels circuits de refroidissement durant leur fonctionnement.
[13] Selon un premier aspect de l’invention, on atteint au moins l’un des objectifs précités avec circuit de refroidissement destiné à permettre le refroidissement d’un premier matériel électrique et d’un deuxième matériel électrique par transfert calorifique vers un fluide caloriporteur circulant dans le circuit de refroidissement, le circuit de refroidissement comportant (i) une pompe hydraulique configurée pour piloter un débit du fluide caloriporteur circulant dans le circuit de refroidissement, (ii) un premier ensemble de conducteurs hydrauliques configurés pour permettre une circulation du fluide caloriporteur en direction du premier matériel électrique,
et (iii) un deuxième ensemble de conducteurs hydrauliques configurés pour permettre une circulation du fluide caloriporteur en direction du deuxième matériel électrique.
[14] Selon l’invention, le circuit de refroidissement comporte un organe de configuration hydraulique configuré pour pouvoir configurer le circuit de refroidissement :
[15] - dans une première configuration selon laquelle le premier ensemble de conducteurs hydrauliques est disposés en parallèle du deuxième ensemble de conducteurs hydrauliques, selon un sens de circulation dudit fluide caloriporteur dans lesdits conducteurs hydrauliques ; et
[16] - dans une deuxième configuration selon laquelle le premier ensemble de conducteurs hydrauliques est disposés en série du deuxième ensemble de conducteurs hydrauliques, selon un sens de circulation dudit fluide caloriporteur dans lesdits conducteurs hydrauliques.
[17] Les conducteurs hydrauliques prennent la forme de conduits connectés entre eux de manière étanche afin de permettre une circulation fluidique du fluide caloriporteur dans le circuit de refroidissement.
[18] Le fluide caloriporteur est avantageusement du type d’un liquide, éventuellement du type d’un gaz. De manière préférée, dans le contexte de l’invention, le fluide caloriporteur est de l’eau.
[19] Ainsi, selon l’invention conforme à son premier aspect, le circuit de refroidissement dispose, via son organe de configuration hydraulique, d’une capacité d’adaptation accrue lui permettant d’établir une disposition série ou une disposition parallèle des conducteurs hydrauliques le constituant.
[20] Ainsi, si les matériels électriques couplés thermiquement au circuit de refroidissement et refroidis par le premier et le deuxième ensemble de conducteurs hydrauliques ne produisent pas beaucoup de calories, alors il est avantageux de configurer le circuit de refroidissement selon sa deuxième configuration hydraulique afin d’organiser le deuxième ensemble de conducteurs hydrauliques en série par rapport au premier ensemble de conducteurs hydrauliques. En revanche, lorsque les matériels électriques couplés thermiquement au circuit de refroidissement et refroidis par le premier et le deuxième ensemble de conducteurs
hydrauliques produisent beaucoup de calories, du fait par exemple d’une puissance électrique produite ou consommée importante, alors il est avantageux de configurer le circuit de refroidissement selon sa première configuration hydraulique afin d’organiser le premier et le deuxième ensemble de conducteurs hydrauliques en parallèle l’un par rapport à l’autre.
[21] Dans le contexte de l’invention, la pompe hydraulique est configurée pour mettre en mouvement le fluide dans le circuit de refroidissement, et plus particulièrement dans le premier ensemble de conducteurs hydrauliques et/ou dans le premier ensemble de conducteurs hydrauliques.
[22] Le circuit de refroidissement conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :
[23] - le circuit de refroidissement comporte un point de séparation situé entre la pompe hydraulique et chaque matériel électrique, le point de séparation divisant un conducteur hydraulique d’entrée situé en aval de la pompe hydraulique entre le premier ensemble de conducteurs hydrauliques et le deuxième ensemble de conducteurs hydrauliques. Le conducteur d’hydraulique d’entrée, le premier ensemble hydraulique et le deuxième ensemble hydraulique sont tous connectées fluidiquement au niveau du point de séparation, selon un agencement préféré en étoile. Ainsi, dans la première configuration de l’organe de configuration hydraulique, le fluide caloriporteur circulant dans les conducteurs hydraulique et mis en mouvement par la pompe hydraulique est divisé en deux parties au niveau du point de séparation, une première partie du fluide caloriporteur étant entraînée en direction du premier matériel électrique au travers du premier ensemble de conducteurs hydrauliques, et une deuxième partie du fluide caloriporteur étant entraînée en direction du deuxième matériel électrique au travers du deuxième ensemble de conducteurs hydrauliques. A contrario, dans la deuxième configuration de l’organe de configuration hydraulique, le fluide caloriporteur circulant dans les conducteurs hydrauliques et mis en mouvement par la pompe hydraulique est d’abord entraîné en direction du premier matériel électrique au travers du premier ensemble de conducteurs hydrauliques puis en direction du
deuxième matériel électrique au travers du deuxième ensemble de conducteurs hydrauliques ;
[24] - le circuit de refroidissement comporte un point de regroupement situé aval de chaque matériel électrique, le point de regroupement mettant en communication fluidique le premier ensemble de conducteurs hydrauliques et le deuxième ensemble de conducteurs hydrauliques au travers d’un conducteur hydraulique de sortie. Le conducteur d’hydraulique de sortie, le premier ensemble hydraulique et le deuxième ensemble hydraulique sont tous connectées fluidiquement au niveau du point de regroupement, selon un agencement préféré en étoile ;
[25] - dans la deuxième configuration, l’organe de configuration hydraulique est configuré de sorte que le deuxième ensemble hydraulique est placé, selon le sens de circulation du fluide caloriporteur circulant dans les conducteurs hydrauliques, en aval du premier circuit de refroidissement ;
[26] - l’organe de configuration hydraulique comporte au moins une vanne multivoies, le premier ensemble de conducteurs hydrauliques et le deuxième ensemble de conducteurs hydrauliques étant couplés fluidiquement à l’au moins une vanne multivoies. Complémentairement, le conducteur hydraulique d’entrée est lui aussi couplé fluidiquement à l’au moins vanne multivoies ;
[27] - l’organe de configuration hydraulique est motorisé de sorte à pouvoir être piloté. Cette configuration avantageuse permet de gérer de manière automatique et/ou à distance le circuit de refroidissement en fonction de ses paramètres fonctionnels et/ou en fonction des besoins de refroidissement au niveau du premier et/ou du deuxième matériel électrique ;
[28] - d’une manière générale, deux voies de l’organe de configuration hydraulique sont utilisées comme entrée dudit organe de configuration hydraulique, et deux voies l’organe de configuration hydraulique sont utilisées comme sorties dudit organe de configuration hydraulique.
[29] - selon une première alternative, l’organe de configuration hydraulique comporte une vanne à 4 voies. Dans cette configuration, deux premières voies de la vanne à 4 voies sont utilisées comme entrée de l’organe de configuration hydraulique, et deux deuxièmes voies de la vanne à 4 voies sont utilisées comme sorties de l’organe de configuration hydraulique ;
[30] - selon une deuxième alternative, l’organe de configuration hydraulique comporte une première vanne à 3 voies reliée fluidiquement à une deuxième vanne à 3 voies. Pour la première vanne à 3 voies, une première voie est utilisée comme entrée de l’organe de configuration hydraulique, une deuxième voie est utilisée comme sortie de l’organe de configuration hydraulique, et une troisième voie est utilisée pour connecter la première vanne à 3 voies une première voie de la deuxième vanne à 3 voies. De manière similaire, pour la deuxième vanne à 3 voies, une deuxième voie est utilisée comme entrée de l’organe de configuration hydraulique et une troisième voie est utilisée comme sortie de l’organe de configuration hydraulique ;
[31] - selon une troisième alternative, l’organe de configuration hydraulique comporte (i) un premier arrangement de trois vannes à 2 voies organisées fluidiquement selon une configuration en étoile, et (ii) un deuxième arrangement en étoile de trois vannes à 2 voies, une voie du premier arrangement étant connectée fluidiquement à une voie du deuxième arrangement. Pour le premier arrangement, l’une des deux voies de chaque vanne à 2 voies sont toutes reliées fluidiquement entre elles. En outre, l’autre voie d’une première vanne à 2 voies du premier arrangement est utilisée comme entrée de l’organe de configuration hydraulique, l’autre voie d’une deuxième vanne à 2 voies du premier arrangement est utilisée comme sortie de l’organe de configuration hydraulique, et l’autre voie d’une troisième vanne à 2 voies du premier arrangement est utilisée pour relier fluidiquement ledit premier arrangement à une première vanne à 2 voies du deuxième arrangement. De manière analogue, pour le deuxième arrangement, l’une des deux voies de chaque vanne à 2 voies sont toutes reliées fluidiquement entre elles. En outre, l’autre voie d’une deuxième vanne à 2 voies du deuxième arrangement est utilisée comme entrée de l’organe de configuration hydraulique, et l’autre voie d’une troisième vanne à 2 voies du deuxième arrangement est utilisée comme sortie de l’organe de configuration hydraulique ;
[32] - le circuit de refroidissement comporte une unité de commande configurée pour piloter l’organe de configuration hydraulique afin de le configurer dans la première configuration ou dans la deuxième configuration.
[33] Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un ensemble hydraulique comportant (i) un premier matériel électrique, (ii) un deuxième matériel
électrique, (iii) un circuit de refroidissement conforme au premier aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements, le circuit de refroidissement comportant (i) un premier échangeur thermique configuré pour permettre un transfert de calories entre un fluide caloriporteur circulant dans le circuit de refroidissement et le premier matériel électrique, et (ii) un deuxième échangeur thermique configuré pour permettre un transfert de calories entre le fluide caloriporteur et le deuxième matériel électrique.
[34] Le premier et/ou le deuxième matériel électrique sont choisis notamment parmi des machines électriques, des moteurs électriques, des chargeurs.
[35] Selon un troisième aspect de l’invention, il est proposé un véhicule automobile comportant un ensemble hydraulique conforme au deuxième aspect de l’invention, le véhicule automobile est du type d’un véhicule thermique, hybride ou électrique.
[36] Des modes de réalisation variés de l’invention sont prévus, intégrant selon l’ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.
[37] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
[38] [Fig .1 ] illustre une vue schématique du circuit de refroidissement conforme au premier aspect de l’invention ;
[39] [Fig.2] illustre une vue schématique du circuit de refroidissement dans lequel l’organe de configuration hydraulique est configuré dans sa première configuration hydraulique ;
[40] [Fig.3] illustre une vue schématique du circuit de refroidissement dans lequel l’organe de configuration hydraulique est configuré dans sa deuxième configuration hydraulique.
[41] Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de
l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
[42] En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.
[43] Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
[44] En référence aux FIGURES 1 à 3, l’invention a trait à un circuit de refroidissement 1 destiné à permettre le refroidissement d’un premier matériel électrique ME1 et d’un deuxième matériel électrique ME2 par transfert calorifique vers un fluide caloriporteur circulant dans le circuit de refroidissement 1. Un tel circuit de refroidissement comporte :
[45] - une pompe hydraulique 11 configurée pour piloter un débit du fluide caloriporteur circulant dans le circuit de refroidissement 1 ;
[46] - un premier ensemble 13A de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B configurés pour permettre une circulation du fluide caloriporteur en direction du premier matériel électrique ME1 ;
[47] - un deuxième ensemble 13B de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B configurés pour permettre une circulation du fluide caloriporteur en direction du deuxième matériel électrique ME2.
[48] D’un’ manière particulièrement astucieuse, l’invention propose d’équiper le circuit de refroidissement 1 d’un organe de configuration hydraulique 12 configuré pour pouvoir configurer le circuit de refroidissement 1 :
[49] - dans une première configuration, illustrée sur la FIGURE 2, selon laquelle le premier ensemble 13A de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B est disposés en parallèle du deuxième ensemble 13B de conducteurs hydrauliques131A, 132A, 131 B, 132B, selon un sens de circulation dudit fluide caloriporteur dans lesdits conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B ; et
[50] - dans une deuxième configuration, illustrée sur la FIGURE 3, selon laquelle le premier ensemble 13A de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B est disposés en série du deuxième ensemble 13B de conducteurs hydrauliques131A, 132A, 131 B, 132B, selon un sens de circulation dudit fluide caloriporteur dans lesdits conducteurs hydrauliques131A, 132A, 131 B, 132B.
[51] En particulier, les conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B du circuit de refroidissement comportent :
[52] - un premier conducteur hydraulique amont 131 A situé entre la pompe hydraulique 11 et le premier matériel électrique ME1 , le premier conducteur hydraulique amont 131 A étant configuré pour permettre une circulation fluidique du fluide caloriporteur entre ladite pompe hydraulique 11 en direction dudit premier matériel électrique ME1 ;
[53] - un premier conducteur hydraulique aval 132A situé entre le premier matériel électrique ME1 et l’organe de configuration hydraulique 12, le premier conducteur hydraulique aval 132A étant configuré pour permettre une circulation fluidique du fluide caloriporteur entre ledit premier matériel électrique ME1 et en direction dudit organe de configuration hydraulique 12 ;
[54] - un deuxième conducteur hydraulique amont 131 B situé entre la pompe hydraulique 11 et l’organe de configuration hydraulique 12, le deuxième conducteur hydraulique amont 131 B étant configuré pour permettre une circulation fluidique du fluide caloriporteur entre ladite pompe hydraulique 11 et en direction dudit organe de configuration hydraulique 12 ;
[55] - un deuxième conducteur hydraulique aval 132B situé entre l’organe de configuration hydraulique 12 et le premier matériel électrique ME1 , le deuxième conducteur hydraulique aval 132B étant configuré pour permettre une circulation fluidique du fluide caloriporteur entre ledit organe de configuration hydraulique 12 et en direction dudit deuxième matériel électrique ME2.
[56] Complémentairement, le circuit de refroidissement 1 comporte :
[57] - un point de séparation P1 situé entre la pompe hydraulique 11 et chaque matériel électrique ME1 , ME2, le point de séparation P1 divisant un conducteur hydraulique d’entrée 14 situé directement en aval de la pompe hydraulique 11 entre le premier ensemble 13A de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B,
132B et le deuxième ensemble 13B de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B.
[58] - un point de regroupement P2 situé aval de chaque matériel électrique ME1 , ME2, le point de regroupement P2 mettant en communication fluidique le premier ensemble 13A de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B et le deuxième ensemble 13B de conducteurs hydrauliques 131A, 132A, 131 B, 132B au travers d’un conducteur hydraulique de sortie 15.
[59] Pour la mise en œuvre de l’invention, l’organe de configuration hydraulique 12 permet de coupler fluidiquement et de manière sélective n’importe quelle entrée E1 , E2 dudit organe de configuration hydraulique 12 de à n’importe laquelle des sorties S1 , S2 dudit organe de configuration hydraulique 12. En particulier, l’organe de configuration hydraulique 12 comporte :
[60] - une premier entrée E1 couplée fluidiquement au premier conducteur hydraulique aval 132A du premier ensemble 13A ;
[61] - une deuxième entrée E2 couplée fluidiquement au deuxième conducteur hydraulique amont 131 B du deuxième ensemble 13B ;
[62] - une premier sortie S1 couplée fluidiquement au conducteur hydraulique de sortie 15 ;
[63] - une deuxième sortie S2 couplée fluidiquement au deuxième conducteur hydraulique aval 132B du deuxième ensemble 13B.
[64] De cette manière, l’organe de configuration hydraulique 12 peut être configuré pour configurer le premier ensemble 13A et le deuxième ensemble 13B de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B selon une architecture série ou parallèle, en fonction des besoins de refroidissement présentés par les matériels électriques ME1 , ME2.
[65] A titre d’exemple, la FIGURE 2 illustre une première architecture du circuit de refroidissement 1 selon laquelle le premier ensemble 13A et le deuxième ensemble 13B de conducteurs hydrauliques sont agencées entre eux selon une configuration parallèle, conduisant le premier matériel électrique ME1 a être, du point de vue du fluide caloriporteur circulant dans le circuit de refroidissement, à être refroidi par
ledit circuit de refroidissement 1 de manière isolée et distincte du deuxième matériel électrique ME2 :
[66] - le fluide caloriporteur circulant alors vers et depuis le premier matériel électrique ME1 au travers du premier ensemble 13A de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B rejoint le conducteur de sortie 15 sans passer au travers du deuxième ensemble 13B de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B ; et
[67] - le fluide caloriporteur circulant alors vers et depuis le deuxième matériel électrique ME2 au travers du deuxième ensemble 13B de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B rejoint le conducteur de sortie 15 sans passer au travers du premier ensemble 13A de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B.
[68] Sur la FIGURE 2, un sens de circulation du fluide caloriporteur dans le circuit de refroidissement 1 est illustré par des flèches sur les différents conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B. Dans cette première configuration hydraulique, l’organe de configuration hydraulique 12 est configuré de manière à coupler fluidiquement :
[69] - la première entrée E1 avec la première sortie S1 ;
[70] - la deuxième entrée E2 avec la deuxième sortie S2.
[71] Cette première configuration hydraulique est particulièrement adaptée à des besoins importants de dissipation thermique au niveau du premier ME1 et du deuxième ME2 matériel électrique.
[72] A titre d’exemple, la FIGURE 3 illustre une deuxième architecture du circuit de refroidissement 1 selon laquelle le premier ensemble 13A et le deuxième ensemble 13B de conducteurs hydrauliques sont agencées entre eux selon une configuration série, conduisant le deuxième matériel électrique ME2 à être, du point de vue du fluide caloriporteur circulant dans le circuit de refroidissement 1 , à être placé en aval du premier matériel électrique ME1. Dans ce cas le fluide caloriporteur circulant alors vers et depuis le premier matériel électrique ME1 au travers du premier ensemble 13A de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B passe au travers de l’organe de configuration hydraulique 12 et circule ensuite au
travers du deuxième ensemble 13B de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B avant de rejoindre, ensuite, le conducteur de sortie 15.
[73] Sur la FIGURE 3, un sens de circulation du fluide caloriporteur dans le circuit de refroidissement 1 est illustré par des flèches sur les différents conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B. Dans cette deuxième configuration hydraulique, l’organe de configuration hydraulique 12 est configuré de manière à coupler fluidiquement la première entrée E1 avec la deuxième sortie S2.
[74] Complémentairement, dans cette deuxième configuration hydraulique, le fluide caloriporteur ne circule pas dans le deuxième conducteur amont 131 B du deuxième ensemble 13B de conducteurs hydrauliques 131A, 132A, 131 B, 132B.
[75] Cette deuxième configuration hydraulique est particulièrement adaptée à de faibles besoins de dissipation thermique au niveau du premier ME1 et du deuxième ME2 matériel électrique.
[76] Selon un deuxième aspect, l’invention concerne aussi un ensemble hydraulique 2 comportant (i) un premier matériel électrique ME1 , (ii) un deuxième matériel électrique ME2, (iii) un circuit de refroidissement 1 tel que décrit précédemment, le circuit de refroidissement 1 comportant en outre :
[77] - un premier échangeur thermique configuré pour permettre un transfert de calories entre un fluide caloriporteur circulant dans le premier ensemble 13A de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B et le premier matériel électrique ME1 ; et
[78] - un deuxième échangeur thermique configuré pour permettre un transfert de calories entre le fluide caloriporteur circulant dans le deuxième ensemble 13B de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B et le deuxième matériel électrique ME2.
[79] En synthèse, l’invention concerne un circuit de refroidissement 1 comportant un organe de configuration hydraulique 12 permettant de configurer sélectivement un premier ensemble 13A et un deuxième ensemble 13B de conducteurs hydrauliques 131 A, 132A, 131 B, 132B selon une configuration série ou parallèle afin de pouvoir adapter la capacité de dissipation thermique du circuit de refroidissement 1 en fonction des besoins de refroidissement d’un premier ME1 et d’un deuxième ME2 matériel électrique.
[80] Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.
Claims
[Revendication 1] Circuit de refroidissement (1 ) destiné à permettre le refroidissement d’un premier matériel électrique (ME1 ) et d’un deuxième matériel électrique (ME2) par transfert calorifique vers un fluide caloriporteur circulant dans le circuit de refroidissement (1 ), le circuit de refroidissement (1 ) comportant :
- une pompe hydraulique (11 ) configurée pour piloter un débit du fluide caloriporteur circulant dans le circuit de refroidissement (1 ) ;
- un premier ensemble (13A) de conducteurs hydrauliques (131 A, 132A, 131 B, 132B) configurés pour permettre une circulation du fluide caloriporteur en direction du premier matériel électrique (ME1 ) ;
- un deuxième ensemble (13B) de conducteurs hydrauliques (131 A, 132A, 131 B, 132B) configurés pour permettre une circulation du fluide caloriporteur en direction du deuxième matériel électrique (ME2) ; caractérisé en ce que le circuit de refroidissement (1 ) comporte un organe de configuration hydraulique (12) configuré pour pouvoir configurer le circuit de refroidissement (1 ) :
- dans une première configuration selon laquelle le premier ensemble (13A) de conducteurs hydrauliques (131 A, 132A, 131 B, 132B) est disposés en parallèle du deuxième ensemble (13B) de conducteurs hydrauliques (131 A, 132A, 131 B, 132B), selon un sens de circulation dudit fluide caloriporteur dans lesdits conducteurs hydrauliques (131 A, 132A, 131 B, 132B) ; et
- dans une deuxième configuration selon laquelle le premier ensemble (13A) de conducteurs hydrauliques (131 A, 132A, 131 B, 132B) est disposés en série du deuxième ensemble (13B) de conducteurs hydrauliques (131 A, 132A,
131 B, 132B), selon un sens de circulation dudit fluide caloriporteur dans lesdits conducteurs hydrauliques (131 A, 132A, 131 B, 132B).
[Revendication 2] Circuit de refroidissement (1 ) selon la revendication précédente, dans lequel le circuit de refroidissement (1 ) comporte un point de séparation (P1 ) situé entre la pompe hydraulique (11 ) et chaque matériel électrique (ME1 , ME2), le point de séparation (P1 ) divisant un conducteur hydraulique d’entrée (14) situé en aval de la pompe hydraulique (11 ) entre le premier ensemble (13A) de conducteurs hydrauliques (131 A, 132A, 131 B,
132B) et le deuxième ensemble (13B) de conducteurs hydrauliques (131 A, 132A, 131 B, 132B).
[Revendication 3] Circuit de refroidissement (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit de refroidissement (1 ) comporte un point de regroupement (P2) situé aval de chaque matériel électrique (ME1 , ME2), le point de regroupement (P2) mettant en communication fluidique le premier ensemble (13A) de conducteurs hydrauliques (131A, 132A, 131 B, 132B) et le deuxième ensemble (13B) de conducteurs hydrauliques (131 A, 132A, 131 B, 132B) au travers d’un conducteur hydraulique de sortie (15).
[Revendication 4] Circuit de refroidissement (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe de configuration hydraulique (12) comporte au moins une vanne multivoies, le premier ensemble (13A) de conducteurs hydrauliques (131 A, 132A, 131 B, 132B) et le deuxième ensemble (13B) de conducteurs hydrauliques (131 A, 132A, 131 B, 132B) étant couplés fluidiquement à l’au moins une vanne multivoies.
[Revendication 5] Circuit de refroidissement (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’organe de configuration hydraulique (12) comporte une vanne à 4 voies.
[Revendication 6] Circuit de refroidissement (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’organe de configuration hydraulique (12) comporte une première vanne à 3 voies reliée fluidiquement à une deuxième vanne à 3 voies.
[Revendication 7] Circuit de refroidissement (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’organe de configuration hydraulique (12) comporte :
- un premier arrangement de trois vannes à 2 voies organisées fluidiquement selon une configuration en étoile; et
- un deuxième arrangement en étoile de trois vannes à 2 voies, une voie du premier arrangement étant connectée fluidiquement à une voie du deuxième arrangement.
[Revendication 8] Circuit de refroidissement (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit de refroidissement (1 ) comporte une unité de commande configurée pour piloter l’organe de
configuration hydraulique (12) afin de le configurer dans la première configuration ou dans la deuxième configuration.
[Revendication 9] Ensemble hydraulique (2) comportant :
- un premier matériel électrique (ME1 ) ; - un deuxième matériel électrique (ME2) ;
- un circuit de refroidissement (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le circuit de refroidissement (1 ) comportant (i) un premier échangeur thermique configuré pour permettre un transfert de calories entre un fluide caloriporteur circulant dans le circuit de refroidissement (1 ) et le premier matériel électrique (ME1 ), et (ii) un deuxième échangeur thermique configuré pour permettre un transfert de calories entre le fluide caloriporteur et le deuxième matériel électrique (ME2).
[Revendication 10] Véhicule automobile comportant un ensemble hydraulique (2) selon la revendication précédente
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Citations (4)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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