WO2023222396A1 - Vehicle with ventilated radiator and dedicated electric circuit - Google Patents

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WO2023222396A1
WO2023222396A1 PCT/EP2023/061759 EP2023061759W WO2023222396A1 WO 2023222396 A1 WO2023222396 A1 WO 2023222396A1 EP 2023061759 W EP2023061759 W EP 2023061759W WO 2023222396 A1 WO2023222396 A1 WO 2023222396A1
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WO
WIPO (PCT)
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vehicle
powertrain
electrical
radiator
cooling system
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Application number
PCT/EP2023/061759
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French (fr)
Inventor
Pascal SMAGUE
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IFP Energies Nouvelles
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L8/00—Electric propulsion with power supply from forces of nature, e.g. sun or wind
    • B60L8/003—Converting light into electric energy, e.g. by using photo-voltaic systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/003—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/18—Propelling the vehicle
    • B60Y2300/18008—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60Y2300/18108—Braking
    • B60Y2300/18125—Regenerative braking

Definitions

  • the present invention relates to the field of cooling a powertrain generating heat within a vehicle, in particular a fuel cell, a circuit according to a Rankine cycle, a heat engine, an electric battery or an electric machine.
  • a fuel cell transforms chemical energy into electrical energy.
  • the chemical reaction implemented is a combustion of hydrogen in oxygen, the reaction of which can be written by the equation:
  • the electrochemical oxidation of hydrogen is carried out at an anode made of a conductive catalytic material, while the electrochemical reduction of oxygen occurs at a cathode. generally made of the same catalytic material.
  • the anodic and cathode compartments are separated by an electrolyte allowing the exchange of protons or ions.
  • the fuel cells which are currently proving the most promising are the so-called proton exchange membrane cells, operating from a source of hydrogen coming either from a bottle on board the vehicle, or from a unit producing hydrogen directly in the vehicle.
  • a reformer operating with a suitable fuel, such as methanol, gasoline, diesel, etc.
  • a suitable fuel such as methanol, gasoline, diesel, etc.
  • Such heat recovery circuits are linked to the engine cooling circuit, by a heat exchanger, generally an evaporator, and the heat they recover can be used to drive a turbine.
  • a heat exchanger generally an evaporator
  • Some prior art documents illustrating such achievements are patent applications EP1925806 A2, EP2320058 A1 and WO2016/069455 A1.
  • the problems related to the management of Rankine cycle cooling are particularly constrained for embedded applications, in particular within land vehicles. Indeed, the condenser of the Rankine cycle circuit must be adjusted to the available space within the vehicle which includes the heat engine and the ORC circuit. In addition, it must allow significant cooling of the heat transfer fluid in the Rankine cycle circuit.
  • the thermal engine and/or the electric machine and/or the electric battery are also organs which generate heat and which must be cooled.
  • the sizing and performance constraints of the cooling system are also important.
  • a technical solution consists of equipping the radiator with a motorized fan device.
  • the motor-fan device allows the radiator to be ventilated in order to increase the air flow in the radiator, which makes it possible to increase the cooling of the powertrain without modifying the initial air inlets and therefore aerodynamics.
  • this motor-fan device is driven by the powertrain, which has an impact on the energy consumption of the vehicle.
  • patent application JP2004106608 A2 describes a solution making it possible to limit the consumption of a vehicle.
  • This patent application proposes an energy-neutral air conditioning solution based on a solar panel system associated with battery energy storage.
  • the vehicle also includes an air conditioning compressor and a ventilated radiator/condenser whose electric ventilation is activated when the vehicle stops by the energy produced by the photovoltaic panel in order to ensure thermal comfort for the driver who returns to his vehicle left at sun.
  • Such a solution is not configured for efficient cooling of a powertrain.
  • patent application US2016141645 AA proposes a device for combined active management of the flow rate of the cooling water pump and the rotation speed of the radiator motor-fan group, depending on the speed of a vehicle.
  • the vehicle is equipped with a fuel cell, the active management device makes it possible to best manage the cooling of this fuel cell with the minimum of noise pollution, while limiting energy consumption.
  • Such a solution requires an energy source, and therefore has an impact on the energy consumption of the vehicle.
  • the invention aims to efficiently cool a powertrain of a vehicle, without increasing the energy consumption of the vehicle and in a simple manner.
  • the present invention relates to a vehicle comprising a powertrain equipped with a cooling system.
  • the cooling system includes a radiator on the front of the vehicle, this radiator being equipped with an electric motor-fan device, which is powered by a dedicated electrical circuit.
  • This dedicated electrical circuit includes an electrical production device independent of the powertrain, and a rechargeable electric battery.
  • the independence of the dedicated electrical circuit in relation to the powertrain allows an electrical supply to the radiator fan motor device which does not consume energy intended for and/or produced by the powertrain. This allows simple optimization of the cooling system without increasing the vehicle's energy consumption.
  • the invention relates to a vehicle comprising a powertrain, a cooling system for said powertrain which comprises a radiator on the front of said vehicle, said radiator being equipped with an electric motor-fan device.
  • Said vehicle comprises an electrical circuit for the electrical supply of said electric motor-fan device, said electrical circuit comprising an electrical production device independent of said powertrain and a rechargeable electric battery, said rechargeable electric battery storing electrical energy produced by said electrical production device and powering said electric motor-fan device.
  • said electricity production device comprises at least one photovoltaic panel, preferably said at least one photovoltaic panel is arranged on the roof of said vehicle.
  • said vehicle is a heavy goods vehicle, a coach, a train, or a motor vehicle.
  • said vehicle is a heavy goods vehicle
  • said at least one photovoltaic panel is arranged on the roof of a trailer of said heavy goods vehicle
  • said rechargeable electric battery is arranged in a tractor or in said trailer of said heavy goods vehicle.
  • said rechargeable electric battery is a lithium ion, lithium metal, lithium metal polymer or nickel metal hydride battery.
  • said vehicle comprises means for charging said rechargeable electric battery by connection to an electrical distribution network.
  • said vehicle comprises a temperature probe of a thermal fluid of said cooling system of said powertrain.
  • said vehicle comprises a means of recovering energy during braking, the energy produced by said means of recovering energy during braking being stored in said rechargeable electric battery.
  • said electrical circuit also supplies at least one electrical accessory of said vehicle, in particular a pump for circulating a thermal fluid of said cooling system, or a compressor of an air conditioning system.
  • said dedicated electrical circuit comprises an inverter.
  • said powertrain comprises a fuel cell, a closed circuit according to a Rankine cycle, an electric machine and/or a heat engine.
  • Figure 1 illustrates a cooling system of a vehicle according to a first embodiment of the invention.
  • Figure 2 illustrates a cooling system of a vehicle according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 3 illustrates a cooling system of a vehicle according to a third embodiment of the invention.
  • Figure 4 illustrates a cooling system of a vehicle according to a fourth embodiment of the invention.
  • Figure 5 illustrates an arrangement of the components of the vehicle cooling system according to a first alternative embodiment of the invention.
  • Figure 6 illustrates an arrangement of the components of the vehicle cooling system according to a second alternative embodiment of the invention.
  • the present invention relates to a vehicle which comprises at least one powertrain and a cooling system.
  • the cooling system is intended to cool the powertrain.
  • the vehicle is a motorized vehicle.
  • it may be a land vehicle; it may in particular be a heavy goods vehicle, a coach, a motor vehicle, a train, a hovercraft, an amphibious vehicle, etc.
  • the powertrain conventionally includes an energy converter, that is to say a converter on board the vehicle which converts one energy into another so as to ensure the movement of the vehicle.
  • This powertrain may include a fuel cell and/or a closed circuit according to a Rankine cycle (which converts heat into energy and called an ORC circuit), and/or a heat engine and/or an electric traction machine. and/or an electric battery powering an electric traction machine.
  • the cooling system can be provided to cool all the components of the powertrain of the vehicle.
  • the cooling system includes a closed circuit for circulating a thermal fluid (also called heat transfer fluid).
  • the thermal fluid may comprise a mixture of ethylene glycol and water, for example at a level of 30 to 40% ethylene glycol in water, to allow resistance to freezing up to - 20/-30°C.
  • the thermal fluid may further comprise an anti-corrosion additive.
  • the thermal fluid can be of any type adapted to the temperatures used by the powertrain.
  • the closed circuit includes at least the following elements:
  • radiator which is a heat exchanger placed on the front of the vehicle (side of the vehicle which faces the road), which allows heat exchange between the ambient air and the thermal fluid; for this main heat exchange, air circulates within the radiator (air passes through the radiator), the air flow being generated by the movement of the vehicle.
  • the radiator thus makes it possible to cool the thermal fluid circulating in the radiator pipes.
  • A means of heat exchange between the powertrain and the thermal fluid. This means of heat exchange allows the powertrain to be cooled, thanks to the thermal fluid cooled by the radiator.
  • the heat exchange means in a fuel cell, in an electric machine, a heat engine and an electric battery can be conduction exchangers between a hot body and a liquid circuit.
  • the evaporator and the condenser of an ORC circuit can be liquid/liquid type exchangers.
  • the radiator is equipped with an electric motor-fan device (also called a motor fan).
  • a motor fan also called a motor fan
  • This is a device associated with the radiator which includes a fan to increase the air flow in the radiator. It is made up of an electric machine and a set of blades (forming a fan).
  • This fan is powered by electrical energy.
  • the vehicle includes a dedicated electrical circuit for powering the electric motor-fan device.
  • this electrical circuit is called “dedicated” because it is specific for powering at least the motor-fan device.
  • the vehicle comprises an electrical power supply circuit for the motor fan, this electrical circuit having the main purpose of powering the motor fan device.
  • the dedicated electrical circuit includes an electrical production device, this electrical production device being independent of the powertrain. In other words, the electrical energy used in the dedicated electrical circuit is produced within the vehicle without being taken from the powertrain, for example via an alternator, or from the fuel source of the powertrain. Thanks to this design, the motor-fan device can be used even when the powertrain is stopped.
  • the electrical circuit further comprises a rechargeable electric battery, which stores the energy produced by the electrical production device, and which powers the electric motor-fan device.
  • the dedicated electrical circuit includes electrical connections, in particular cables, to connect the different components of the dedicated electrical circuit.
  • This dedicated electrical circuit therefore promotes sustained use of the electric motor-fan device, which allows efficient cooling of the powertrain, without impacting the vehicle's consumption.
  • This increased cooling capacity is particularly suitable for a fuel cell, or for a condenser of a closed circuit according to a Rankine cycle (ORC).
  • ORC Rankine cycle
  • the invention is particularly suitable for a heavy goods vehicle or a coach, which includes a fuel cell or an ORC circuit.
  • cooling system is particularly suitable for a vehicle retrofit process. In fact, modifying the cooling system only requires the addition of a motorized fan device and its dedicated electrical circuit.
  • the electrical production device may comprise at least one photovoltaic panel.
  • the at least one photovoltaic panel can be arranged on the roof of the vehicle. This electrical production device makes it possible to produce electrical energy when the vehicle is stationary or when it is moving.
  • the at least one photovoltaic panel can be a rigid panel fixed to the body of the vehicle.
  • the at least one photovoltaic panel can be formed from a thin flexible film integrated into the body of the vehicle.
  • the at least one photovoltaic panel can be arranged on the roof of the heavy goods vehicle trailer.
  • the surface area of the photovoltaic panel is high.
  • the rechargeable electric battery can be arranged in the tractor of the heavy goods vehicle or in the trailer of the heavy goods vehicle.
  • An electrical connection between the trailer and the heavy goods vehicle tractor may, if necessary, be provided.
  • a photovoltaic panel can also be provided on the roof of the truck's tractor cabin.
  • the electrical production device may include an energy recovery device when braking the vehicle.
  • This energy recovery device during vehicle braking can be electrically connected to the dedicated electrical circuit.
  • the energy recovered during braking can be stored in the rechargeable electric battery and can be used to power the motor-fan device.
  • the rechargeable electric battery of the dedicated electrical circuit may be a lithium-ion, lithium metal, lithium metal polymer or nickel metal hydride battery or any other battery chemistry having a high energy density.
  • this type of battery is suitable for storing electrical energy produced, in particular by solar panels, and is suitable for powering over a long period an electric motor-fan device of a radiator.
  • a second-life rechargeable electric battery can be used.
  • the rechargeable electric battery can be a reuse of an electric traction battery of a vehicle electric or hybrid, this battery having been declassified for electric propulsion use but sufficient for this use of powering a motor-fan device. Indeed, the aging of such a battery can make it less useful for vehicle traction, but can be used for other applications requiring less power.
  • the dedicated electrical circuit may include a means of charging the rechargeable electric battery via a connection to an electrical distribution network.
  • the rechargeable electric battery can be charged at a socket on an electrical distribution network.
  • the cooling system may include a thermal fluid temperature probe, in order to measure the temperature of the thermal fluid in real time. This temperature measurement allows optimal control of the cooling system.
  • the temperature probe can be arranged in the closed circuit of the cooling system downstream of the powertrain (in the direction of fluid circulation).
  • the temperature probe can be arranged in the closed circuit of the cooling system upstream of the powertrain (in the direction of fluid circulation).
  • the dedicated electrical circuit of the motor-fan device may include a controller which controls the operation of the dedicated electrical circuit as a function of the temperature of the thermal fluid.
  • the dedicated electrical circuit can electrically power other electrical accessories of the vehicle.
  • the dedicated electrical circuit can power the closed circuit pump of the vehicle's cooling system.
  • the dedicated electrical circuit can power a compressor of an air conditioning system, an alternator of a heat engine, or other similar systems.
  • the power supply of these accessories is independent of the powertrain, which allows the use of these accessories without increasing the energy consumption of the vehicle.
  • the dedicated electrical circuit can power all the electrical accessories of the vehicle, in particular the electric starter of the vehicle. In this case, an engine starting battery (e.g. lead-acid starting battery) is no longer necessary.
  • the dedicated electrical circuit may include a direct voltage to alternating voltage converter, when the electrical accessories are powered by an alternating voltage.
  • the closed circuit of the cooling system may include other elements, in particular valve means and/or a unit heater.
  • This last embodiment air heater
  • the air heater is particularly suitable for an on-board fuel cell or an ORC circuit within a vehicle.
  • the air heater can be used in particular for heating the passenger compartment of the vehicle, while allowing the heat to be evacuated from the fuel cell or the ORC circuit to put less strain on the radiator and its motorized fan.
  • the closed circuit of the cooling system may include at least one additional element to be cooled.
  • the additional element to be cooled can be linked to the powertrain.
  • the powertrain is a fuel cell: an electric battery connected to the fuel cell, an electric machine powered by the fuel cell, a supply of air or pure oxygen to the cell fuel cell, and a water drain from the fuel cell, or any other element. Cooling the air or pure oxygen supply to the fuel cell can help cool the compressed oxygen used within the fuel cell. Moisture-saturated air escaping from the fuel cell can also be cooled.
  • the cooling system allows the fuel cell as well as other elements of the vehicle's powertrain to be cooled in a more compact manner.
  • the invention relates to a method for retrofitting a vehicle which initially comprises an original powertrain (for example a thermal engine) and an original cooling system, in which the following steps are implemented:
  • an original powertrain for example a thermal engine
  • an original cooling system in which the following steps are implemented:
  • the powertrain of the vehicle is modified, for example by replacing a thermal engine with a fuel cell, an electric machine and an electric battery,
  • An electrical production device is installed, for example at least one photovoltaic panel,
  • This retrofit process makes it possible to transform an original vehicle into a vehicle according to any of the variants or combinations of variants of the invention.
  • FIGS 1 to 4 represent, schematically and in a non-limiting manner, four closed circuit embodiments of a cooling system.
  • the elements which have the same reference signs designate the same components.
  • the closed circuit of the cooling system is represented by continuous lines, and the dedicated electrical circuit is represented by broken lines.
  • Figure 1 represents a cooling system of a vehicle according to a first embodiment of the invention.
  • the closed circuit 1 of the cooling system comprises a pump 4 for circulating the thermal fluid, a radiator 3, a power unit 2.
  • the radiator 3 is equipped with an electric motor-fan device 5.
  • the motor-fan device 5 is powered by a rechargeable electric battery 6.
  • the rechargeable electric battery 6 stores energy produced by the electrical production device 7.
  • the dedicated electrical circuit therefore includes the rechargeable electric battery 6, the production device electrical 7 and the motor-fan device 5.
  • the dedicated electrical circuit is independent of the powertrain 2.
  • FIG. 2 represents a cooling system of a vehicle according to a second embodiment of the invention.
  • the closed circuit 1 of the cooling system comprises a thermal fluid circulation pump 4, a radiator 3, a powertrain 2 and an electrical accessory 8.
  • the radiator 3 is equipped with a motorized device. electric fan 5.
  • the motor-fan device 5 is powered by a rechargeable electric battery 6.
  • the rechargeable electric battery 6 stores energy produced by the electrical production device 7.
  • the dedicated electrical circuit therefore includes the rechargeable electric battery 6, the production device electrical 7 and the motor-fan device 5.
  • the electrical circuit electrically supplies the electrical accessory 8.
  • the dedicated electrical circuit is independent of the powertrain 2.
  • FIG. 3 represents a cooling system of a vehicle according to a third embodiment of the invention.
  • the closed circuit 1 of the cooling system comprises a pump 4 for circulating the thermal fluid, a radiator 3, a power unit 2 and a temperature probe 9.
  • the temperature probe 9 measures the temperature of the fluid thermal in closed circuit 1 of the system cooling.
  • the temperature probe 9 is arranged downstream of the power unit 2 in the direction of circulation of the thermal fluid.
  • the temperature probe can be arranged upstream of the power unit 2 in the direction of circulation of the thermal fluid.
  • the radiator 3 is equipped with an electric motor-fan device 5.
  • the motor-fan device 5 is powered by a rechargeable electric battery 6.
  • the rechargeable electric battery 6 stores energy produced by the electrical production device 7.
  • the dedicated electrical circuit therefore includes the rechargeable electric battery 6, the production device electric 7 and the motor-fan device 5.
  • the electrical circuit comprises a switch 10 whose opening and closing is controlled as a function of the temperature measured by the temperature probe 9. This control is illustrated by the arrow comprising an alternation of dots and dashes.
  • the dedicated electrical circuit is independent of powertrain 2.
  • FIG. 4 represents a cooling system of a vehicle according to a fourth embodiment of the invention.
  • the closed circuit 1 of the cooling system includes a thermal fluid circulation pump 4, a radiator 3, a powertrain 2 and a possible accessory 8'.
  • the radiator 3 is equipped with an electric motor-fan device 5.
  • the motor-fan device 5 is powered by a rechargeable electric battery 6.
  • the rechargeable electric battery 6 stores energy produced by the electrical production device 7.
  • the dedicated electrical circuit therefore includes the rechargeable electric battery 6, the production device electric 7 and the motor-fan device 5.
  • the electrical circuit electrically supplies the pump 4 for circulating the thermal fluid.
  • the dedicated electrical circuit is independent of powertrain 2.
  • Figures 1 to 4 can be combined.
  • a temperature probe 9 can be provided for the embodiments of Figures 2 and 4.
  • Figures 1 to 4 relate to components connected in series. However, the components of the closed circuit or the dedicated electrical circuit can be connected in parallel.
  • Figure 5 illustrates, schematically and in a non-limiting manner, an arrangement of components of the vehicle cooling system according to a first alternative embodiment of the invention.
  • Figure 5 represents a heavy goods vehicle 11, which comprises a tractor 12 and a trailer 13.
  • the vehicle 11 comprises a radiator 3 on the front face of the vehicle 11.
  • the radiator 3 is equipped with a motor-fan device 5.
  • a powertrain 2 is arranged in the tractor 12 of the vehicle 11.
  • a battery rechargeable electric 6 is installed in the tractor 12 of the vehicle 1 1.
  • a photovoltaic panel 7 is arranged on the roof of the trailer 13 of the vehicle 11.
  • Figure 6 illustrates, schematically and in a non-limiting manner, an arrangement of components of the vehicle cooling system according to a second alternative embodiment of the invention.
  • the pipes, electrical connections, and the closed circuit pump are not shown.
  • Figure 6 represents a heavy goods vehicle 11, which comprises a tractor 12 and a trailer 13.
  • the vehicle 11 comprises a radiator 3 on the front of the vehicle 11.
  • the radiator 3 is equipped with a motor-fan device 5.
  • a powertrain 2 is arranged in the tractor 12 of the vehicle 11.
  • a rechargeable electric battery 6 is installed in the trailer 13 of the vehicle 11.
  • a first photovoltaic panel 7 is arranged on the roof of the trailer 13 of the vehicle 11.
  • a second photovoltaic panel 7' is arranged on the roof of the tractor 12 of vehicle 11.
  • the vehicle 11 comprises a vehicle charging means 14 allowing connection to an electrical distribution network.
  • the loading means 14 is arranged on the trailer 13 of the vehicle 11.
  • the loading means 14 can be arranged on the tractor 12 of the vehicle 11.

Abstract

The present invention relates to a vehicle comprising a powertrain (2) equipped with a cooling system (1). The cooling system (1) comprises a radiator (3) on the front face of the vehicle, this radiator being equipped with an electric motor-fan device (5), which is powered by a dedicated electric circuit. Said dedicated electric circuit comprises a power generation device (7) independent of the powertrain, and a rechargeable electric battery (6).

Description

VEHICULE AVEC RADIATEUR VENTILE ET CIRCUIT ELECTRIQUE DEDIE VEHICLE WITH VENTILATED RADIATOR AND DEDICATED ELECTRICAL CIRCUIT
Domaine technique Technical area
La présente invention concerne le domaine du refroidissement d’un groupe motopropulseur générant de la chaleur au sein d’un véhicule, notamment une pile à combustible, un circuit selon un cycle de Rankine, un moteur thermique, une batterie électrique ou une machine électrique. The present invention relates to the field of cooling a powertrain generating heat within a vehicle, in particular a fuel cell, a circuit according to a Rankine cycle, a heat engine, an electric battery or an electric machine.
De nombreux travaux sont consacrés actuellement au développement des piles à combustible en tant que sources d'énergie électrique pour l'alimentation, tant pour des applications stationnaires, que pour des applications embarquées, notamment pour des véhicules entraînés par des machines électriques. En effet, les avantages environnementaux des piles à combustible (rendements électrique et énergétique élevés, très faibles émissions de gaz nocifs, absence d’émission de gaz à effet de serre, faible nuisance sonore, production localisée...) sont des atouts qui deviennent importants, en particulier pour le domaine du transport. Much work is currently devoted to the development of fuel cells as sources of electrical energy for power supply, both for stationary applications and for on-board applications, in particular for vehicles driven by electrical machines. Indeed, the environmental advantages of fuel cells (high electrical and energy efficiency, very low emissions of harmful gases, absence of greenhouse gas emissions, low noise pollution, localized production, etc.) are assets that are becoming important, particularly for the transport sector.
Une pile à combustible permet de transformer une énergie chimique en énergie électrique. Dans le cas d’une pile à combustible hydrogène/oxygène, la réaction chimique mise en oeuvre est une combustion de l’hydrogène dans l’oxygène, dont la réaction peut s’écrire par l’équation :
Figure imgf000003_0001
A fuel cell transforms chemical energy into electrical energy. In the case of a hydrogen/oxygen fuel cell, the chemical reaction implemented is a combustion of hydrogen in oxygen, the reaction of which can be written by the equation:
Figure imgf000003_0001
Au sein d’une pile à combustible, l’oxydation électrochimique de l’hydrogène est réalisée au niveau d’une anode constituée d’un matériau catalytique conducteur, alors que la réduction électrochimique de l’oxygène se produit au niveau d’une cathode généralement constituée d’un même matériau catalytique. De plus, les compartiments anodique et cathodique sont séparés par un électrolyte permettant l’échange de protons ou d’ions. Within a fuel cell, the electrochemical oxidation of hydrogen is carried out at an anode made of a conductive catalytic material, while the electrochemical reduction of oxygen occurs at a cathode. generally made of the same catalytic material. In addition, the anodic and cathode compartments are separated by an electrolyte allowing the exchange of protons or ions.
Pour les véhicules, les piles à combustible qui s'avèrent actuellement les plus prometteuses sont les piles dites à membrane échangeuse de protons, fonctionnant à partir d'une source d'hydrogène provenant soit d'une bouteille embarquée dans le véhicule, soit d'une unité produisant directement de l'hydrogène dans le véhicule. C'est ainsi que l'on peut produire directement de l'hydrogène en utilisant un reformeur fonctionnant avec un carburant approprié, tel que le méthanol, l'essence, le gazole, etc. Dans un véhicule, il faut non seulement refroidir le moteur électrique assurant la propulsion du véhicule ainsi que la commande de puissance du moteur, sa batterie éventuellement s’il en est équipé mais aussi la pile à combustible elle- même puisque cette dernière est génératrice de pertes thermiques liées aux réactions électrochimiques se déroulant aux électrodes, et aux pertes ohmiques à la membrane. For vehicles, the fuel cells which are currently proving the most promising are the so-called proton exchange membrane cells, operating from a source of hydrogen coming either from a bottle on board the vehicle, or from a unit producing hydrogen directly in the vehicle. This is how hydrogen can be produced directly using a reformer operating with a suitable fuel, such as methanol, gasoline, diesel, etc. In a vehicle, it is not only necessary to cool the electric motor ensuring the propulsion of the vehicle as well as the power control of the engine, its battery possibly if it is equipped with one but also the fuel cell itself since the latter generates thermal losses linked to the electrochemical reactions taking place at the electrodes, and to ohmic losses at the membrane.
Ces problèmes liés à la gestion du refroidissement de la pile à combustible sont particulièrement contraints pour les applications embarquées, en particulier au sein des véhicules. En effet, le dimensionnement du système de refroidissement et de récupération de la chaleur, s’il est présent, doit être ajusté à la place disponible, et doit permettre un refroidissement important supérieur à celui d’un moteur thermique, malgré un rendement supérieur, car la pile à combustible fonctionne à une température inférieure et doit évacuer plus de calories vers le circuit de refroidissement. These problems linked to the management of fuel cell cooling are particularly constrained for on-board applications, in particular within vehicles. Indeed, the dimensioning of the cooling and heat recovery system, if present, must be adjusted to the available space, and must allow significant cooling greater than that of a heat engine, despite higher efficiency, because the fuel cell operates at a lower temperature and must evacuate more calories to the cooling circuit.
De plus, dans le domaine de la récupération de la chaleur au moyen d’un circuit fermé selon un cycle de Rankine, les contraintes pour le refroidissement du moteur thermique et le circuit de récupération de chaleur sont également importantes. En effet, pour cette configuration, les circuits classiques de refroidissement de moteurs thermiques passent par des équipements tels que des radiateurs à eau glycolée pour céder la chaleur acquise par le fluide caloporteur et le recondenser une fois le travail récupéré par la machine de détente du cycle de Rankine. La chaleur dissipée dans les radiateurs est toutefois perdue, et c’est pourquoi des dispositifs plus complets, comprenant encore un circuit récupérateur de chaleur adjoint au circuit de refroidissement, ont aussi été développés pour en limiter les pertes. Dans ce but, un intérêt particulier a été apporté aux circuits récupérateurs de chaleur à cycle organique de Rankine, ou ORC (de l’anglais « Organic Rankine Cycle »). De tels circuits de récupération de chaleur sont en relation avec le circuit de refroidissement du moteur, par un échangeur de chaleur, généralement un évaporateur, et la chaleur qu’ils récupèrent peut être utilisée à entraîner une turbine. Certains documents de l’art antérieur illustrant de telles réalisations sont les demandes de brevet EP1925806 A2, EP2320058 A1 et WO2016/069455 A1. Les problèmes liés à la gestion du refroidissement du cycle de Rankine sont particulièrement contraints pour les applications embarquées, en particulier au sein des véhicules terrestres. En effet, le condenseur du circuit du cycle de Rankine doit être ajusté à la place disponible au sein du véhicule qui comporte le moteur thermique et le circuit ORC. De plus, il doit permettre un refroidissement important du fluide caloporteur du circuit du cycle de Rankine. Furthermore, in the field of heat recovery by means of a closed circuit according to a Rankine cycle, the constraints for the cooling of the heat engine and the heat recovery circuit are also important. Indeed, for this configuration, the classic cooling circuits of heat engines pass through equipment such as glycol water radiators to release the heat acquired by the heat transfer fluid and recondense it once the work has been recovered by the cycle expansion machine. by Rankine. The heat dissipated in the radiators is, however, lost, and this is why more complete devices, including a heat recovery circuit attached to the cooling circuit, have also been developed to limit losses. For this purpose, particular interest has been given to organic Rankine cycle heat recovery circuits, or ORC (from the English “Organic Rankine Cycle”). Such heat recovery circuits are linked to the engine cooling circuit, by a heat exchanger, generally an evaporator, and the heat they recover can be used to drive a turbine. Some prior art documents illustrating such achievements are patent applications EP1925806 A2, EP2320058 A1 and WO2016/069455 A1. The problems related to the management of Rankine cycle cooling are particularly constrained for embedded applications, in particular within land vehicles. Indeed, the condenser of the Rankine cycle circuit must be adjusted to the available space within the vehicle which includes the heat engine and the ORC circuit. In addition, it must allow significant cooling of the heat transfer fluid in the Rankine cycle circuit.
En outre, dans le domaine des véhicules thermiques, des véhicules électrifiés ou des véhicules hybrides, le moteur thermique et/ou la machine électrique et/ou la batterie électrique sont également des organes qui génèrent de la chaleur et qui doivent être refroidis. Pour ces véhicules, les contraintes de dimensionnement et de performances du système de refroidissement sont également importantes. Technique antérieure Furthermore, in the field of thermal vehicles, electrified vehicles or hybrid vehicles, the thermal engine and/or the electric machine and/or the electric battery are also organs which generate heat and which must be cooled. For these vehicles, the sizing and performance constraints of the cooling system are also important. Prior art
Différentes solutions ont été envisagées pour réaliser un système de refroidissement de véhicule qui soit performant, même pour des organes embarqués nécessitant un fort refroidissement. Different solutions have been considered to create a vehicle cooling system that is efficient, even for on-board components requiring strong cooling.
Une solution qui pourrait être envisagée pourrait être l’augmentation de la taille du radiateur du véhicule. Toutefois, cette solution n’est pas possible en rétrofit (réaménagement) sur un véhicule existant, ou plus généralement sur une plateforme véhicule existante où seul un changement de groupe motopropulseur est réalisé dans le volume occupé par l’ancien système lors du développement du véhicule. De plus, cette solution nécessite de modifier le profil du véhicule, et par conséquent son aérodynamisme, ce qui influe directement sur la consommation énergétique du véhicule, et par conséquent sur les émissions de polluants dans le cas des moteurs thermiques. One solution that could be considered could be increasing the size of the vehicle's radiator. However, this solution is not possible as a retrofit (redevelopment) on an existing vehicle, or more generally on an existing vehicle platform where only a change of powertrain is carried out in the volume occupied by the old system during the development of the vehicle. . In addition, this solution requires modifying the profile of the vehicle, and therefore its aerodynamics, which directly influences the energy consumption of the vehicle, and therefore the emissions of pollutants in the case of thermal engines.
Afin d’améliorer les performances du radiateur, une solution technique consiste à équiper le radiateur d’un dispositif moto-ventilateur. Le dispositif moto-ventilateur permet de ventiler le radiateur afin d’augmenter le débit d’air dans le radiateur, ce qui permet d’augmenter le refroidissement du groupe motopropulseur sans modifier les entrées d’air initiales donc l’aérodynamisme. Généralement ce dispositif moto-ventilateur est entraîné par le groupe motopropulseur, ce qui a un impact sur la consommation énergétique du véhicule. In order to improve the performance of the radiator, a technical solution consists of equipping the radiator with a motorized fan device. The motor-fan device allows the radiator to be ventilated in order to increase the air flow in the radiator, which makes it possible to increase the cooling of the powertrain without modifying the initial air inlets and therefore aerodynamics. Generally this motor-fan device is driven by the powertrain, which has an impact on the energy consumption of the vehicle.
De plus, la demande de brevet JP2004106608 A2 décrit une solution permettant de limiter la consommation d’un véhicule. Cette demande de brevet propose une solution de climatisation neutre en énergie reposant sur un système de panneau solaire associé à un stockage d’énergie par batterie. Le véhicule comporte également un compresseur de climatisation et un radiateur/condenseur ventilés dont la ventilation électrique est activée à l’arrêt du véhicule par l’énergie produite par le panneau photovoltaïque afin d’assurer un confort thermique au conducteur qui reprend son véhicule laissé au soleil. Une telle solution n’est pas configurée pour un refroidissement efficace d’un groupe motopropulseur. In addition, patent application JP2004106608 A2 describes a solution making it possible to limit the consumption of a vehicle. This patent application proposes an energy-neutral air conditioning solution based on a solar panel system associated with battery energy storage. The vehicle also includes an air conditioning compressor and a ventilated radiator/condenser whose electric ventilation is activated when the vehicle stops by the energy produced by the photovoltaic panel in order to ensure thermal comfort for the driver who returns to his vehicle left at sun. Such a solution is not configured for efficient cooling of a powertrain.
En outre, la demande de brevet US2016141645 AA propose un dispositif de gestion active combinée du débit de la pompe à eau de refroidissement et de la vitesse de rotation du groupe moto-ventilateur du radiateur, selon la vitesse d’un véhicule. Le véhicule est équipé d’une pile à combustible, le dispositif de gestion active permet de gérer au mieux le refroidissement de cette pile à combustible avec le minimum de nuisances sonores, tout en limitant la consommation énergétique. Une telle solution nécessite une source d’énergie, et a donc un impact sur la consommation énergétique du véhicule. Résumé de l’invention In addition, patent application US2016141645 AA proposes a device for combined active management of the flow rate of the cooling water pump and the rotation speed of the radiator motor-fan group, depending on the speed of a vehicle. The vehicle is equipped with a fuel cell, the active management device makes it possible to best manage the cooling of this fuel cell with the minimum of noise pollution, while limiting energy consumption. Such a solution requires an energy source, and therefore has an impact on the energy consumption of the vehicle. Summary of the invention
L’invention a pour but de refroidir de manière performante un groupe motopropulseur d’un véhicule, sans augmenter la consommation énergétique du véhicule et de manière simple. Dans ce but, la présente invention concerne un véhicule comprenant un groupe motopropulseur équipé d’un système de refroidissement. Le système de refroidissement comprend un radiateur en face avant du véhicule, ce radiateur étant équipé d’un dispositif moto-ventilateur électrique, qui est alimenté par un circuit électrique dédié. Ce circuit électrique dédié comporte un dispositif de production électrique indépendant du groupe motopropulseur, et une batterie électrique rechargeable. L’indépendance du circuit électrique dédié par rapport au groupe motopropulseur permet une alimentation électrique du dispositif de moto-ventilateur du radiateur qui ne consomme pas de l’énergie destinée et/ou produite par le groupe motopropulseur. Ainsi, une optimisation simple du système de refroidissement est permise sans augmentation de la consommation énergétique du véhicule. The invention aims to efficiently cool a powertrain of a vehicle, without increasing the energy consumption of the vehicle and in a simple manner. For this purpose, the present invention relates to a vehicle comprising a powertrain equipped with a cooling system. The cooling system includes a radiator on the front of the vehicle, this radiator being equipped with an electric motor-fan device, which is powered by a dedicated electrical circuit. This dedicated electrical circuit includes an electrical production device independent of the powertrain, and a rechargeable electric battery. The independence of the dedicated electrical circuit in relation to the powertrain allows an electrical supply to the radiator fan motor device which does not consume energy intended for and/or produced by the powertrain. This allows simple optimization of the cooling system without increasing the vehicle's energy consumption.
L’invention concerne un véhicule comprenant un groupe motopropulseur, un système de refroidissement dudit groupe motopropulseur qui comporte un radiateur en face avant dudit véhicule, ledit radiateur étant équipé d’un dispositif moto-ventilateur électrique. Ledit véhicule comporte un circuit électrique pour l’alimentation électrique dudit dispositif moto-ventilateur électrique, ledit circuit électrique comportant un dispositif de production électrique indépendant dudit groupe motopropulseur et une batterie électrique rechargeable, ladite batterie électrique rechargeable stockant de l’énergie électrique produite par ledit dispositif de production électrique et alimentant ledit dispositif moto-ventilateur électrique. The invention relates to a vehicle comprising a powertrain, a cooling system for said powertrain which comprises a radiator on the front of said vehicle, said radiator being equipped with an electric motor-fan device. Said vehicle comprises an electrical circuit for the electrical supply of said electric motor-fan device, said electrical circuit comprising an electrical production device independent of said powertrain and a rechargeable electric battery, said rechargeable electric battery storing electrical energy produced by said electrical production device and powering said electric motor-fan device.
Selon un mode de réalisation, ledit dispositif de production électrique comprend au moins un panneau photovoltaïque, de préférence ledit au moins un panneau photovoltaïque est agencé sur le toit dudit véhicule. According to one embodiment, said electricity production device comprises at least one photovoltaic panel, preferably said at least one photovoltaic panel is arranged on the roof of said vehicle.
Conformément à une mise en oeuvre, ledit véhicule est un poids lourd, un car, un train, ou un véhicule automobile. According to one implementation, said vehicle is a heavy goods vehicle, a coach, a train, or a motor vehicle.
Avantageusement, ledit véhicule est un poids lourd, et ledit au moins un panneau photovoltaïque est agencé sur le toit d’une remorque dudit poids lourd, et ladite batterie électrique rechargeable est agencée dans un tracteur ou dans ladite remorque dudit poids lourd. De manière avantageuse, ladite batterie électrique rechargeable est une batterie lithium ion, lithium métal, lithium métal polymère ou nickel métal hydrure. Advantageously, said vehicle is a heavy goods vehicle, and said at least one photovoltaic panel is arranged on the roof of a trailer of said heavy goods vehicle, and said rechargeable electric battery is arranged in a tractor or in said trailer of said heavy goods vehicle. Advantageously, said rechargeable electric battery is a lithium ion, lithium metal, lithium metal polymer or nickel metal hydride battery.
Selon un aspect, ledit véhicule comprend un moyen de charge de ladite batterie électrique rechargeable par une connexion à un réseau de distribution électrique. According to one aspect, said vehicle comprises means for charging said rechargeable electric battery by connection to an electrical distribution network.
Selon une option de réalisation, ledit véhicule comprend une sonde de température d’un fluide thermique dudit système de refroidissement dudit groupe motopropulseur. According to one embodiment option, said vehicle comprises a temperature probe of a thermal fluid of said cooling system of said powertrain.
Selon une caractéristique, ledit véhicule comprend un moyen de récupération de l’énergie lors du freinage, l’énergie produite par ledit moyen de récupération de l’énergie lors du freinage étant stockée dans ladite batterie électrique rechargeable. According to one characteristic, said vehicle comprises a means of recovering energy during braking, the energy produced by said means of recovering energy during braking being stored in said rechargeable electric battery.
Selon une mise en oeuvre, ledit circuit électrique alimente en outre au moins un accessoire électrique dudit véhicule, notamment une pompe de circulation d’un fluide thermique dudit système de refroidissement, ou un compresseur d’un système de climatisation. According to one implementation, said electrical circuit also supplies at least one electrical accessory of said vehicle, in particular a pump for circulating a thermal fluid of said cooling system, or a compressor of an air conditioning system.
Conformément à un mode de réalisation, ledit circuit électrique dédié comprend un onduleur.According to one embodiment, said dedicated electrical circuit comprises an inverter.
Avantageusement, ledit groupe motopropulseur comprend une pile à combustible, un circuit fermé selon un cycle de Rankine, une machine électrique et/ou un moteur thermique. Advantageously, said powertrain comprises a fuel cell, a closed circuit according to a Rankine cycle, an electric machine and/or a heat engine.
D'autres caractéristiques et avantages du système selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après. Other characteristics and advantages of the system according to the invention will appear on reading the following description of non-limiting examples of embodiments, with reference to the appended figures and described below.
Liste des figures List of Figures
La figure 1 illustre un système de refroidissement d’un véhicule selon un premier mode de réalisation de l’invention. Figure 1 illustrates a cooling system of a vehicle according to a first embodiment of the invention.
La figure 2 illustre un système de refroidissement d’un véhicule selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Figure 2 illustrates a cooling system of a vehicle according to a second embodiment of the invention.
La figure 3 illustre un système de refroidissement d’un véhicule selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Figure 3 illustrates a cooling system of a vehicle according to a third embodiment of the invention.
La figure 4 illustre un système de refroidissement d’un véhicule selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. La figure 5 illustre un agencement des composants du système de refroidissement de véhicule selon une première variante de réalisation de l’invention. Figure 4 illustrates a cooling system of a vehicle according to a fourth embodiment of the invention. Figure 5 illustrates an arrangement of the components of the vehicle cooling system according to a first alternative embodiment of the invention.
La figure 6 illustre un agencement des composants du système de refroidissement de véhicule selon une deuxième variante de réalisation de l’invention. Figure 6 illustrates an arrangement of the components of the vehicle cooling system according to a second alternative embodiment of the invention.
Description des modes de réalisation Description of embodiments
La présente invention concerne un véhicule qui comporte au moins un groupe moto propulseur et un système de refroidissement. Le système de refroidissement est destiné à refroidir le groupe motopropulseur. The present invention relates to a vehicle which comprises at least one powertrain and a cooling system. The cooling system is intended to cool the powertrain.
Avantageusement, le véhicule est un véhicule motorisé. De préférence, il peut s’agir d’un véhicule terrestre ; il peut s’agir notamment d’un poids lourd, d’un car, d’un véhicule automobile, d’un train, d’un aéroglisseur, d’un véhicule amphibie, etc. Advantageously, the vehicle is a motorized vehicle. Preferably, it may be a land vehicle; it may in particular be a heavy goods vehicle, a coach, a motor vehicle, a train, a hovercraft, an amphibious vehicle, etc.
Le groupe motopropulseur comprend classiquement un convertisseur énergétique, c’est-à- dire un convertisseur embarqué au sein du véhicule qui convertit une énergie en une autre de manière à assurer le déplacement du véhicule. Ce groupe motopropulseur peut comprendre une pile à combustible et/ou un circuit fermé selon un cycle de Rankine (qui permet de convertir de la chaleur en énergie et appelé circuit ORC), et/ou un moteur thermique et/ou une machine électrique de traction et/ou une batterie électrique alimentant une machine électrique de traction. De manière préférée, le système de refroidissement peut être prévu pour refroidir tous les organes du groupe motopropulseur du véhicule. The powertrain conventionally includes an energy converter, that is to say a converter on board the vehicle which converts one energy into another so as to ensure the movement of the vehicle. This powertrain may include a fuel cell and/or a closed circuit according to a Rankine cycle (which converts heat into energy and called an ORC circuit), and/or a heat engine and/or an electric traction machine. and/or an electric battery powering an electric traction machine. Preferably, the cooling system can be provided to cool all the components of the powertrain of the vehicle.
Classiquement, le système de refroidissement comprend un circuit fermé de circulation d’un fluide thermique (appelé aussi fluide caloporteur). Selon un exemple de réalisation, le fluide thermique peut comprendre un mélange d’éthylène glycol et d’eau, par exemple à hauteur de 30 à 40% d’éthylène glycol dans l’eau, pour permettre une tenue au gel jusqu’à -20/-30°C. Le fluide thermique peut comprendre en outre un additif anticorrosion. Alternativement, le fluide thermique peut être de tout type adapté aux températures mises en oeuvre par le groupe motopropulseur. Le circuit fermé comprend au moins les éléments suivants : Conventionally, the cooling system includes a closed circuit for circulating a thermal fluid (also called heat transfer fluid). According to an exemplary embodiment, the thermal fluid may comprise a mixture of ethylene glycol and water, for example at a level of 30 to 40% ethylene glycol in water, to allow resistance to freezing up to - 20/-30°C. The thermal fluid may further comprise an anti-corrosion additive. Alternatively, the thermal fluid can be of any type adapted to the temperatures used by the powertrain. The closed circuit includes at least the following elements:
- Un radiateur, qui est un échangeur de chaleur placé en face avant du véhicule (face du véhicule qui fait face à la route), qui permet un échange de chaleur entre l’air ambiant et le fluide thermique ; pour cet échange de chaleur principal, l’air circule au sein du radiateur (l’air traverse le radiateur), le débit d’air étant généré par le déplacement du véhicule. Le radiateur permet ainsi de refroidir le fluide thermique circulant dans les canalisations du radiateur. - Un moyen d’échange de chaleur entre le groupe motopropulseur et le fluide thermique. Ce moyen d’échange de chaleur permet de refroidir le groupe motopropulseur, grâce au fluide thermique refroidi par le radiateur. Les moyens d’échange de chaleur dans une pile à combustible, dans une machine électrique, un moteur thermique et une batterie électrique peuvent être des échangeurs de conduction entre un corps chaud et un circuit de liquide. L’évaporateur et le condenseur d’un circuit ORC peuvent être des échangeurs du type liquide/liquide.- A radiator, which is a heat exchanger placed on the front of the vehicle (side of the vehicle which faces the road), which allows heat exchange between the ambient air and the thermal fluid; for this main heat exchange, air circulates within the radiator (air passes through the radiator), the air flow being generated by the movement of the vehicle. The radiator thus makes it possible to cool the thermal fluid circulating in the radiator pipes. - A means of heat exchange between the powertrain and the thermal fluid. This means of heat exchange allows the powertrain to be cooled, thanks to the thermal fluid cooled by the radiator. The heat exchange means in a fuel cell, in an electric machine, a heat engine and an electric battery can be conduction exchangers between a hot body and a liquid circuit. The evaporator and the condenser of an ORC circuit can be liquid/liquid type exchangers.
- Une pompe de circulation du fluide thermique dans le circuit fermé. - A thermal fluid circulation pump in the closed circuit.
- Des conduites pour relier les différents composants du circuit fermé. - Pipes to connect the different components of the closed circuit.
Selon l’invention, le radiateur est équipé d’un dispositif moto-ventilateur électrique (appelé également ventilateur moteur). Il s’agit d’un dispositif associé au radiateur qui comprend un ventilateur pour augmenter le débit d’air dans le radiateur. Il est composé d'une machine électrique et d'un ensemble de pales (formant un ventilateur). Ainsi, grâce à la ventilation de l’air, les échanges thermiques au sein du radiateur sont augmentés, ce qui favorise le refroidissement du fluide thermique, et par conséquent du groupe motopropulseur. Ce ventilateur est alimenté par une énergie électrique. According to the invention, the radiator is equipped with an electric motor-fan device (also called a motor fan). This is a device associated with the radiator which includes a fan to increase the air flow in the radiator. It is made up of an electric machine and a set of blades (forming a fan). Thus, thanks to air ventilation, heat exchanges within the radiator are increased, which promotes cooling of the thermal fluid, and therefore of the powertrain. This fan is powered by electrical energy.
En outre, le véhicule comporte un circuit électrique dédié pour l’alimentation électrique du dispositif moto-ventilateur électrique. Dans la suite de la description, ce circuit électrique est dit « dédié » car il est spécifique pour l’alimentation d’au moins le dispositif moto-ventilateur. En d’autres termes, le véhicule comprend un circuit d’alimentation électrique du moto- ventilateur, ce circuit électrique ayant pour but principal l’alimentation du dispositif moto- ventilateur. Le circuit électrique dédié comporte un dispositif de production électrique, ce dispositif de production électrique étant indépendant du groupe motopropulseur. Autrement dit, l’énergie électrique utilisée dans le circuit électrique dédiée est produite au sein du véhicule sans être prélevée sur le groupe motopropulseur, par exemple par l’intermédiaire d’un alternateur, ou de la source de carburant du groupe motopropulseur. Grâce à cette conception, le dispositif moto-ventilateur peut être utilisé même lorsque le groupe motopropulseur est à l’arrêt. Le circuit électrique comporte en outre une batterie électrique rechargeable, qui stocke l’énergie produite par le dispositif de production électrique, et qui alimente le dispositif moto- ventilateur électrique. Ainsi, l’énergie produite peut être stockée et réutilisée à d’autres moments. Dans ce but, le circuit électrique dédié comprend des connexions électriques, notamment des câbles, pour relier les différents composants du circuit électrique dédié. Ce circuit électrique dédié favorise donc une utilisation soutenue du dispositif moto-ventilateur électrique, ce qui permet un refroidissement performant du groupe motopropulseur, sans impacter la consommation du véhicule. Cette capacité augmentée du refroidissement est particulièrement adaptée pour une pile à combustible, ou pour un condenseur d’un circuit fermé selon un cycle de Rankine (ORC). Ainsi, l’invention est particulièrement adaptée pour un poids lourd ou un car, qui comporte une pile à combustible ou un circuit ORC. In addition, the vehicle includes a dedicated electrical circuit for powering the electric motor-fan device. In the remainder of the description, this electrical circuit is called "dedicated" because it is specific for powering at least the motor-fan device. In other words, the vehicle comprises an electrical power supply circuit for the motor fan, this electrical circuit having the main purpose of powering the motor fan device. The dedicated electrical circuit includes an electrical production device, this electrical production device being independent of the powertrain. In other words, the electrical energy used in the dedicated electrical circuit is produced within the vehicle without being taken from the powertrain, for example via an alternator, or from the fuel source of the powertrain. Thanks to this design, the motor-fan device can be used even when the powertrain is stopped. The electrical circuit further comprises a rechargeable electric battery, which stores the energy produced by the electrical production device, and which powers the electric motor-fan device. Thus, the energy produced can be stored and reused at other times. For this purpose, the dedicated electrical circuit includes electrical connections, in particular cables, to connect the different components of the dedicated electrical circuit. This dedicated electrical circuit therefore promotes sustained use of the electric motor-fan device, which allows efficient cooling of the powertrain, without impacting the vehicle's consumption. This increased cooling capacity is particularly suitable for a fuel cell, or for a condenser of a closed circuit according to a Rankine cycle (ORC). Thus, the invention is particularly suitable for a heavy goods vehicle or a coach, which includes a fuel cell or an ORC circuit.
De plus, le système de refroidissement est particulièrement adapté pour un procédé de rétrofit d’un véhicule. En effet, la modification du système de refroidissement nécessite uniquement l’ajout d’un dispositif moto-ventilateur et son circuit électrique dédié. In addition, the cooling system is particularly suitable for a vehicle retrofit process. In fact, modifying the cooling system only requires the addition of a motorized fan device and its dedicated electrical circuit.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de production électrique peut comprendre au moins un panneau photovoltaïque. De préférence, l’au moins un panneau photovoltaïque peut être agencé sur le toit du véhicule. Ce dispositif de production électrique permet de produire de l’énergie électrique lorsque le véhicule est à l’arrêt ou lorsque qu’il se déplace. Pour ce mode de réalisation, l’au moins un panneau photovoltaïque peut être un panneau rigide fixé sur la carrosserie du véhicule. En variante, l’au moins un panneau photovoltaïque peut être formé d’un film mince souple intégré dans la carrosserie du véhicule.According to one embodiment of the invention, the electrical production device may comprise at least one photovoltaic panel. Preferably, the at least one photovoltaic panel can be arranged on the roof of the vehicle. This electrical production device makes it possible to produce electrical energy when the vehicle is stationary or when it is moving. For this embodiment, the at least one photovoltaic panel can be a rigid panel fixed to the body of the vehicle. Alternatively, the at least one photovoltaic panel can be formed from a thin flexible film integrated into the body of the vehicle.
Pour le mode de réalisation pour lequel le véhicule est un poids lourd formé d’un tracteur et d’une remorque, l’au moins un panneau photovoltaïque peut être agencé sur le toit de la remorque du poids lourd. Ainsi la surface du panneau photovoltaïque est élevée. De plus, la batterie électrique rechargeable peut être agencée dans le tracteur du poids lourd ou dans la remorque du poids du lourd. Une connexion électrique entre la remorque et le tracteur du poids lourd peut le cas échéant être prévue. En outre, un panneau photovoltaïque peut également être prévu sur le toit de la cabine du tracteur du poids lourd. For the embodiment for which the vehicle is a heavy goods vehicle consisting of a tractor and a trailer, the at least one photovoltaic panel can be arranged on the roof of the heavy goods vehicle trailer. Thus the surface area of the photovoltaic panel is high. In addition, the rechargeable electric battery can be arranged in the tractor of the heavy goods vehicle or in the trailer of the heavy goods vehicle. An electrical connection between the trailer and the heavy goods vehicle tractor may, if necessary, be provided. In addition, a photovoltaic panel can also be provided on the roof of the truck's tractor cabin.
Alternativement ou cumulativement, le dispositif de production électrique peut comprendre un dispositif de récupération d’énergie lors du freinage du véhicule. Ce dispositif de récupération d’énergie lors du freinage du véhicule peut être connecté électriquement au circuit électrique dédié. Ainsi, l’énergie récupérée lors du freinage peut être stockée dans la batterie électrique rechargeable et peut servir à l’alimentation du dispositif moto-ventilateur. Alternatively or cumulatively, the electrical production device may include an energy recovery device when braking the vehicle. This energy recovery device during vehicle braking can be electrically connected to the dedicated electrical circuit. Thus, the energy recovered during braking can be stored in the rechargeable electric battery and can be used to power the motor-fan device.
Selon une option de réalisation, la batterie électrique rechargeable du circuit électrique dédié peut être une batterie lithium-ion, lithium métal, lithium métal polymère ou nickel métal hydrure ou toute autre chimie de batterie présentant une densité énergétique élevée. En effet, ce type de batterie est adapté au stockage d’énergie électrique produite, notamment par des panneaux solaires, et est adapté pour alimenter sur une longue période un dispositif moto- ventilateur électrique d’un radiateur. Avantageusement, pour ce mode de réalisation, on peut utiliser une batterie électrique rechargeable de seconde vie. Par exemple, la batterie électrique rechargeable peut être une réutilisation d’une batterie électrique de traction d’un véhicule électrique ou hybride, cette batterie ayant été déclassée pour un usage de propulsion électrique mais suffisante pour cet usage d’alimentation d’un dispositif moto-ventilateur. En effet, le vieillissement d’une telle batterie peut la rendre moins intéressante pour la traction d’un véhicule, mais peut servir à d’autres applications moins sollicitantes en puissance.According to one embodiment option, the rechargeable electric battery of the dedicated electrical circuit may be a lithium-ion, lithium metal, lithium metal polymer or nickel metal hydride battery or any other battery chemistry having a high energy density. Indeed, this type of battery is suitable for storing electrical energy produced, in particular by solar panels, and is suitable for powering over a long period an electric motor-fan device of a radiator. Advantageously, for this embodiment, a second-life rechargeable electric battery can be used. For example, the rechargeable electric battery can be a reuse of an electric traction battery of a vehicle electric or hybrid, this battery having been declassified for electric propulsion use but sufficient for this use of powering a motor-fan device. Indeed, the aging of such a battery can make it less useful for vehicle traction, but can be used for other applications requiring less power.
Conformément à une mise en oeuvre de l’invention, le circuit électrique dédié peut comporter un moyen de charge de la batterie électrique rechargeable par une connexion à un réseau de distribution électrique. En d’autres termes, la batterie électrique rechargeable peut être chargée sur une prise d’un réseau de distribution électrique. Cette mise en oeuvre permet une charge rapide et complète de la batterie électrique rechargeable avant un déplacement (en condition de faible ensoleillement par exemple), ce qui favorise une utilisation plus soutenue du dispositif moto-ventilateur, ce qui permet un refroidissement performant du groupe motopropulseur, sans impacter la consommation du véhicule. In accordance with one implementation of the invention, the dedicated electrical circuit may include a means of charging the rechargeable electric battery via a connection to an electrical distribution network. In other words, the rechargeable electric battery can be charged at a socket on an electrical distribution network. This implementation allows rapid and complete charging of the rechargeable electric battery before traveling (in conditions of low sunlight for example), which promotes more sustained use of the motor-fan device, which allows efficient cooling of the powertrain. , without impacting the vehicle's consumption.
Selon un aspect, le système de refroidissement peut comprendre une sonde de température du fluide thermique, afin de mesurer en temps réel la température du fluide thermique. Cette mesure de la température permet une commande optimale du système de refroidissement. La sonde de température peut être agencée dans le circuit fermé du système de refroidissement en aval du groupe motopropulseur (dans le sens de circulation du fluide). Alternativement, la sonde de température peut être agencée dans le circuit fermé du système de refroidissement en amont du groupe motopropulseur (dans le sens de circulation du fluide). Pour ce mode de réalisation, le circuit électrique dédié du dispositif moto-ventilateur peut comprendre un contrôleur qui commande le fonctionnement du circuit électrique dédié en fonction de la température du fluide thermique. According to one aspect, the cooling system may include a thermal fluid temperature probe, in order to measure the temperature of the thermal fluid in real time. This temperature measurement allows optimal control of the cooling system. The temperature probe can be arranged in the closed circuit of the cooling system downstream of the powertrain (in the direction of fluid circulation). Alternatively, the temperature probe can be arranged in the closed circuit of the cooling system upstream of the powertrain (in the direction of fluid circulation). For this embodiment, the dedicated electrical circuit of the motor-fan device may include a controller which controls the operation of the dedicated electrical circuit as a function of the temperature of the thermal fluid.
Conformément à un mode de réalisation de l’invention, le circuit électrique dédié peut alimenter électriquement d’autres accessoires électriques du véhicule. Par exemple, le circuit électrique dédié peut alimenter la pompe du circuit fermé du système de refroidissement du véhicule. Alternativement ou cumulativement, le circuit électrique dédié peut alimenter un compresseur d’un système de climatisation, un alternateur d’un moteur thermique, ou d’autres systèmes analogues. Ainsi, l’alimentation électrique de ces accessoires est indépendante du groupe motopropulseur, ce qui permet l’utilisation de ces accessoires sans augmenter la consommation énergétique du véhicule. De manière avantageuse, le circuit électrique dédié peut alimenter tous les accessoires électriques du véhicule, notamment le démarreur électrique du véhicule. Dans ce cas, une batterie de démarrage du moteur (par exemple une batterie de démarrage au plomb) n’est plus nécessaire. Pour ce mode de réalisation, le circuit électrique dédié peut comprendre un convertisseur de tension continue en tension alternative, lorsque les accessoires électriques sont alimentés par une tension alternative. In accordance with one embodiment of the invention, the dedicated electrical circuit can electrically power other electrical accessories of the vehicle. For example, the dedicated electrical circuit can power the closed circuit pump of the vehicle's cooling system. Alternatively or cumulatively, the dedicated electrical circuit can power a compressor of an air conditioning system, an alternator of a heat engine, or other similar systems. Thus, the power supply of these accessories is independent of the powertrain, which allows the use of these accessories without increasing the energy consumption of the vehicle. Advantageously, the dedicated electrical circuit can power all the electrical accessories of the vehicle, in particular the electric starter of the vehicle. In this case, an engine starting battery (e.g. lead-acid starting battery) is no longer necessary. For this embodiment, the dedicated electrical circuit may include a direct voltage to alternating voltage converter, when the electrical accessories are powered by an alternating voltage.
Le circuit fermé du système de refroidissement peut comporter d’autres éléments, en particulier des moyens de vannage et/ou un aérotherme. Ce dernier mode de réalisation (aérotherme) est particulièrement adapté pour une pile à combustible embarquée ou un circuit ORC au sein d’un véhicule. En effet, l’aérotherme peut servir notamment pour le chauffage de l’habitacle du véhicule, tout en permettant d’évacuer la chaleur de la pile à combustible ou du circuit ORC pour moins solliciter le radiateur et son moto-ventilateur. The closed circuit of the cooling system may include other elements, in particular valve means and/or a unit heater. This last embodiment (air heater) is particularly suitable for an on-board fuel cell or an ORC circuit within a vehicle. Indeed, the air heater can be used in particular for heating the passenger compartment of the vehicle, while allowing the heat to be evacuated from the fuel cell or the ORC circuit to put less strain on the radiator and its motorized fan.
Conformément à une mise en oeuvre de l’invention, le circuit fermé du système de refroidissement peut comprendre au moins un élément supplémentaire à refroidir. De préférence, l’élément supplémentaire à refroidir peut être lié au groupe motopropulseur. Par exemple, pour le mode de réalisation pour lequel le groupe motopropulseur est une pile à combustible : une batterie électrique connectée à la pile à combustible, une machine électrique alimentée par la pile à combustible, une alimentation en air ou en oxygène pur de la pile à combustible, et une évacuation d’eau de la pile à combustible, ou tout autre élément. Le refroidissement de l’alimentation en air ou en oxygène pur de la pile à combustible peut permettre de refroidir l’oxygène comprimé utilisé au sein de la pile à combustible. L’air saturé en humidité qui s’échappe de la pile à combustible peut également être refroidi. Ainsi, le système de refroidissement permet de refroidir la pile à combustible ainsi que d’autres éléments de la chaîne de traction du véhicule, de plus de manière compacte. In accordance with one implementation of the invention, the closed circuit of the cooling system may include at least one additional element to be cooled. Preferably, the additional element to be cooled can be linked to the powertrain. For example, for the embodiment for which the powertrain is a fuel cell: an electric battery connected to the fuel cell, an electric machine powered by the fuel cell, a supply of air or pure oxygen to the cell fuel cell, and a water drain from the fuel cell, or any other element. Cooling the air or pure oxygen supply to the fuel cell can help cool the compressed oxygen used within the fuel cell. Moisture-saturated air escaping from the fuel cell can also be cooled. Thus, the cooling system allows the fuel cell as well as other elements of the vehicle's powertrain to be cooled in a more compact manner.
En outre, l’invention concerne un procédé de rétrofit d’un véhicule qui comporte initialement un groupe motopropulseur d’origine (par exemple un moteur thermique) et un système de refroidissement d’origine, dans lequel on met en oeuvre les étapes suivantes : Furthermore, the invention relates to a method for retrofitting a vehicle which initially comprises an original powertrain (for example a thermal engine) and an original cooling system, in which the following steps are implemented:
- On modifie le groupe motopropulseur du véhicule, par exemple en remplaçant un moteur thermique par une pile à combustible, une machine électrique et une batterie électrique, - The powertrain of the vehicle is modified, for example by replacing a thermal engine with a fuel cell, an electric machine and an electric battery,
- On installe un dispositif de production électrique, par exemple au moins un panneau photovoltaïque, - An electrical production device is installed, for example at least one photovoltaic panel,
- On installe un circuit électrique dédié, avec une batterie électrique rechargeable et si non présent sur le véhicule d’origine, un dispositif moto-ventilateur renforcé permettant une utilisation prolongée du ventilateur, de préférence, on ne modifie pas le radiateur présent sur le véhicule d’origine, et On connecte le dispositif de production électrique au circuit électrique dédié. - We install a dedicated electrical circuit, with a rechargeable electric battery and if not present on the original vehicle, a reinforced motor-fan device allowing prolonged use of the fan, preferably, we do not modify the radiator present on the vehicle original, and The electrical production device is connected to the dedicated electrical circuit.
Ce procédé de rétrofit permet de transformer un véhicule d’origine en un véhicule selon l’une quelconque des variantes ou des combinaisons de variantes de l’invention. This retrofit process makes it possible to transform an original vehicle into a vehicle according to any of the variants or combinations of variants of the invention.
Les figures 1 à 4 représentent, schématiquement et de manière non limitative, quatre modes de réalisation de circuit fermé d’un système de refroidissement. Sur ces figures, les éléments qui comportent les mêmes signes de référence désignent les mêmes composants. Sur ces figures, le circuit fermé du système de refroidissement est représenté par des traits continus, et le circuit électrique dédié est représenté par des traits discontinus. Figures 1 to 4 represent, schematically and in a non-limiting manner, four closed circuit embodiments of a cooling system. In these figures, the elements which have the same reference signs designate the same components. In these figures, the closed circuit of the cooling system is represented by continuous lines, and the dedicated electrical circuit is represented by broken lines.
La figure 1 représente un système de refroidissement d’un véhicule selon un premier mode de réalisation de l’invention. Pour ce premier mode de réalisation, le circuit fermé 1 du système de refroidissement comprend une pompe 4 de circulation du fluide thermique, un radiateur 3, un groupe motopropulseur 2. Le radiateur 3 est équipé d’un dispositif moto-ventilateur 5 électrique. Le dispositif moto-ventilateur 5 est alimenté par une batterie électrique rechargeable 6. La batterie électrique rechargeable 6 stocke de l’énergie produite par le dispositif de production électrique 7. Le circuit électrique dédié comprend donc la batterie électrique rechargeable 6, le dispositif de production électrique 7 et le dispositif moto- ventilateur 5. Le circuit électrique dédié est indépendant du groupe motopropulseur 2. Figure 1 represents a cooling system of a vehicle according to a first embodiment of the invention. For this first embodiment, the closed circuit 1 of the cooling system comprises a pump 4 for circulating the thermal fluid, a radiator 3, a power unit 2. The radiator 3 is equipped with an electric motor-fan device 5. The motor-fan device 5 is powered by a rechargeable electric battery 6. The rechargeable electric battery 6 stores energy produced by the electrical production device 7. The dedicated electrical circuit therefore includes the rechargeable electric battery 6, the production device electrical 7 and the motor-fan device 5. The dedicated electrical circuit is independent of the powertrain 2.
La figure 2 représente un système de refroidissement d’un véhicule selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Pour ce deuxième mode de réalisation, le circuit fermé 1 du système de refroidissement comprend une pompe 4 de circulation du fluide thermique, un radiateur 3, un groupe motopropulseur 2 et un accessoire électrique 8. Le radiateur 3 est équipé d’un dispositif moto-ventilateur 5 électrique. Le dispositif moto-ventilateur 5 est alimenté par une batterie électrique rechargeable 6. La batterie électrique rechargeable 6 stocke de l’énergie produite par le dispositif de production électrique 7. Le circuit électrique dédié comprend donc la batterie électrique rechargeable 6, le dispositif de production électrique 7 et le dispositif moto-ventilateur 5. De plus, le circuit électrique alimente électriquement l’accessoire électrique 8. Le circuit électrique dédié est indépendant du groupe motopropulseur 2. Figure 2 represents a cooling system of a vehicle according to a second embodiment of the invention. For this second embodiment, the closed circuit 1 of the cooling system comprises a thermal fluid circulation pump 4, a radiator 3, a powertrain 2 and an electrical accessory 8. The radiator 3 is equipped with a motorized device. electric fan 5. The motor-fan device 5 is powered by a rechargeable electric battery 6. The rechargeable electric battery 6 stores energy produced by the electrical production device 7. The dedicated electrical circuit therefore includes the rechargeable electric battery 6, the production device electrical 7 and the motor-fan device 5. In addition, the electrical circuit electrically supplies the electrical accessory 8. The dedicated electrical circuit is independent of the powertrain 2.
La figure 3 représente un système de refroidissement d’un véhicule selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Pour ce troisième mode de réalisation, le circuit fermé 1 du système de refroidissement comprend une pompe 4 de circulation du fluide thermique, un radiateur 3, un groupe motopropulseur 2 et une sonde de température 9. La sonde de température 9 mesure la température du fluide thermique dans le circuit fermé 1 du système de refroidissement. Pour ce mode de réalisation, la sonde de température 9 est agencée en aval du groupe motopropulseur 2 dans le sens de circulation du fluide thermique. Alternativement, la sonde de température peut être agencée en amont du groupe motopropulseur 2 dans le sens de circulation du fluide thermique. Le radiateur 3 est équipé d’un dispositif moto-ventilateur 5 électrique. Le dispositif moto-ventilateur 5 est alimenté par une batterie électrique rechargeable 6. La batterie électrique rechargeable 6 stocke de l’énergie produite par le dispositif de production électrique 7. Le circuit électrique dédié comprend donc la batterie électrique rechargeable 6, le dispositif de production électrique 7 et le dispositif moto-ventilateur 5. De plus, le circuit électrique comprend un commutateur 10 dont l’ouverture et la fermeture est pilotée en fonction de la température mesurée par la sonde de température 9. Cette commande est illustrée par la flèche comprenant une alternance de points et de tirets. Le circuit électrique dédié est indépendant du groupe motopropulseur 2.Figure 3 represents a cooling system of a vehicle according to a third embodiment of the invention. For this third embodiment, the closed circuit 1 of the cooling system comprises a pump 4 for circulating the thermal fluid, a radiator 3, a power unit 2 and a temperature probe 9. The temperature probe 9 measures the temperature of the fluid thermal in closed circuit 1 of the system cooling. For this embodiment, the temperature probe 9 is arranged downstream of the power unit 2 in the direction of circulation of the thermal fluid. Alternatively, the temperature probe can be arranged upstream of the power unit 2 in the direction of circulation of the thermal fluid. The radiator 3 is equipped with an electric motor-fan device 5. The motor-fan device 5 is powered by a rechargeable electric battery 6. The rechargeable electric battery 6 stores energy produced by the electrical production device 7. The dedicated electrical circuit therefore includes the rechargeable electric battery 6, the production device electric 7 and the motor-fan device 5. In addition, the electrical circuit comprises a switch 10 whose opening and closing is controlled as a function of the temperature measured by the temperature probe 9. This control is illustrated by the arrow comprising an alternation of dots and dashes. The dedicated electrical circuit is independent of powertrain 2.
La figure 4 représente un système de refroidissement d’un véhicule selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. Pour ce quatrième mode de réalisation, le circuit fermé 1 du système de refroidissement comprend une pompe 4 de circulation du fluide thermique, un radiateur 3, un groupe motopropulseur 2 et un éventuel accessoire 8’. Le radiateur 3 est équipé d’un dispositif moto-ventilateur 5 électrique. Le dispositif moto-ventilateur 5 est alimenté par une batterie électrique rechargeable 6. La batterie électrique rechargeable 6 stocke de l’énergie produite par le dispositif de production électrique 7. Le circuit électrique dédié comprend donc la batterie électrique rechargeable 6, le dispositif de production électrique 7 et le dispositif moto-ventilateur 5. De plus, le circuit électrique alimente électriquement la pompe 4 de circulation du fluide thermique. Le circuit électrique dédié est indépendant du groupe motopropulseur 2. Figure 4 represents a cooling system of a vehicle according to a fourth embodiment of the invention. For this fourth embodiment, the closed circuit 1 of the cooling system includes a thermal fluid circulation pump 4, a radiator 3, a powertrain 2 and a possible accessory 8'. The radiator 3 is equipped with an electric motor-fan device 5. The motor-fan device 5 is powered by a rechargeable electric battery 6. The rechargeable electric battery 6 stores energy produced by the electrical production device 7. The dedicated electrical circuit therefore includes the rechargeable electric battery 6, the production device electric 7 and the motor-fan device 5. In addition, the electrical circuit electrically supplies the pump 4 for circulating the thermal fluid. The dedicated electrical circuit is independent of powertrain 2.
Les modes de réalisations des figures 1 à 4 peuvent être combinés. Par exemple, une sonde de température 9 peut être prévue pour les modes de réalisation des figures 2 et 4. En outre, sur les figures 1 à 4 concernent des composants montés en série. Toutefois, les composants du circuit fermé ou du circuit électrique dédié peuvent être montés en parallèle. The embodiments of Figures 1 to 4 can be combined. For example, a temperature probe 9 can be provided for the embodiments of Figures 2 and 4. In addition, Figures 1 to 4 relate to components connected in series. However, the components of the closed circuit or the dedicated electrical circuit can be connected in parallel.
La figure 5 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un agencement de composants du système de refroidissement du véhicule selon une première variante de réalisation de l’invention. Sur cette figure, les conduites, les connexions électriques, et la pompe du circuit fermé ne sont pas représentées. La figure 5 représente un poids lourd 11 , qui comprend un tracteur 12 et une remorque 13. Le véhicule 11 comprend un radiateur 3 en face avant du véhicule 11 . Le radiateur 3 est équipé d’un dispositif moto-ventilateur 5. Un groupe motopropulseur 2 est agencé dans le tracteur 12 du véhicule 1 1 . De plus, une batterie électrique rechargeable 6 est installée dans le tracteur 12 du véhicule 1 1. Un panneau photovoltaïque 7 est agencé sur le toit de la remorque 13 du véhicule 11 . Figure 5 illustrates, schematically and in a non-limiting manner, an arrangement of components of the vehicle cooling system according to a first alternative embodiment of the invention. In this figure, the pipes, electrical connections, and the closed circuit pump are not shown. Figure 5 represents a heavy goods vehicle 11, which comprises a tractor 12 and a trailer 13. The vehicle 11 comprises a radiator 3 on the front face of the vehicle 11. The radiator 3 is equipped with a motor-fan device 5. A powertrain 2 is arranged in the tractor 12 of the vehicle 11. In addition, a battery rechargeable electric 6 is installed in the tractor 12 of the vehicle 1 1. A photovoltaic panel 7 is arranged on the roof of the trailer 13 of the vehicle 11.
La figure 6 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un agencement de composants du système de refroidissement du véhicule selon une deuxième variante de réalisation de l’invention. Sur cette figure, les conduites, les connexions électriques, et la pompe du circuit fermé ne sont pas représentées. La figure 6 représente un poids lourd 11 , qui comprend un tracteur 12 et une remorque 13. Le véhicule 11 comprend un radiateur 3 en face avant du véhicule 11 . Le radiateur 3 est équipé d’un dispositif moto-ventilateur 5. Un groupe motopropulseur 2 est agencé dans le tracteur 12 du véhicule 1 1 . De plus, une batterie électrique rechargeable 6 est installée dans la remorque 13 du véhicule 11. Un premier panneau photovoltaïque 7 est agencé sur le toit de la remorque 13 du véhicule 1 1. Un deuxième panneau photovoltaïque 7’ est agencé sur le toit du tracteur 12 du véhicule 11 . En outre, le véhicule 11 comprend un moyen de charge 14 du véhicule permettant une connexion à un réseau de distribution électrique. Pour l’exemple illustré, le moyen de charge 14 est agencé sur la remorque 13 du véhicule 1 1. En variante, le moyen de charge 14 peut être agencé sur le tracteur 12 du véhicule 1 1 . Figure 6 illustrates, schematically and in a non-limiting manner, an arrangement of components of the vehicle cooling system according to a second alternative embodiment of the invention. In this figure, the pipes, electrical connections, and the closed circuit pump are not shown. Figure 6 represents a heavy goods vehicle 11, which comprises a tractor 12 and a trailer 13. The vehicle 11 comprises a radiator 3 on the front of the vehicle 11. The radiator 3 is equipped with a motor-fan device 5. A powertrain 2 is arranged in the tractor 12 of the vehicle 11. In addition, a rechargeable electric battery 6 is installed in the trailer 13 of the vehicle 11. A first photovoltaic panel 7 is arranged on the roof of the trailer 13 of the vehicle 11. A second photovoltaic panel 7' is arranged on the roof of the tractor 12 of vehicle 11. In addition, the vehicle 11 comprises a vehicle charging means 14 allowing connection to an electrical distribution network. For the example illustrated, the loading means 14 is arranged on the trailer 13 of the vehicle 11. Alternatively, the loading means 14 can be arranged on the tractor 12 of the vehicle 11.
Comme il va de soi, l’invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation du système de refroidissement, décrits ci-dessus à titre d’exemple, elle embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. As it goes without saying, the invention is not limited only to the embodiments of the cooling system, described above by way of example, on the contrary it embraces all the alternative embodiments.

Claims

Revendications Claims
1. Véhicule comprenant un groupe motopropulseur (2), un système de refroidissement1. Vehicle comprising a powertrain (2), a cooling system
(I ) dudit groupe motopropulseur qui comporte un radiateur (3) en face avant dudit véhicule, ledit radiateur (3) étant équipé d’un dispositif moto-ventilateur électrique (5), caractérisé en ce que ledit véhicule comporte un circuit électrique pour l’alimentation électrique dudit dispositif moto-ventilateur électrique (5), ledit circuit électrique comportant un dispositif de production électrique (7) indépendant dudit groupe motopropulseur (2) et une batterie électrique rechargeable (6), ladite batterie électrique rechargeable (6) stockant de l’énergie électrique produite par ledit dispositif de production électrique (7) et alimentant ledit dispositif moto-ventilateur électrique (5). (I) of said powertrain which comprises a radiator (3) on the front of said vehicle, said radiator (3) being equipped with an electric motor-fan device (5), characterized in that said vehicle comprises an electrical circuit for the power supply to said electric motor-fan device (5), said electrical circuit comprising an electrical production device (7) independent of said powertrain (2) and a rechargeable electric battery (6), said rechargeable electric battery (6) storing the electrical energy produced by said electrical production device (7) and supplying said electric motor-fan device (5).
2. Véhicule selon la revendication 1 , dans lequel ledit dispositif de production électrique (7) comprend au moins un panneau photovoltaïque, de préférence ledit au moins un panneau photovoltaïque est agencé sur le toit dudit véhicule. 2. Vehicle according to claim 1, wherein said electrical production device (7) comprises at least one photovoltaic panel, preferably said at least one photovoltaic panel is arranged on the roof of said vehicle.
3. Véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit véhicule est un poids lourd, un car, un train, ou un véhicule automobile. 3. Vehicle according to one of the preceding claims, in which said vehicle is a heavy goods vehicle, a coach, a train, or a motor vehicle.
4. Véhicule selon les revendications 2 et 3, dans lequel, ledit véhicule est un poids lourd4. Vehicle according to claims 2 and 3, in which said vehicle is a heavy goods vehicle
(I I ), et ledit au moins un panneau photovoltaïque (7) est agencé sur le toit d’une remorque (13) dudit poids lourd (11 ), et ladite batterie électrique rechargeable (6) est agencée dans un tracteur (12) ou dans ladite remorque (13) dudit poids lourd (1 1 ).(I I), and said at least one photovoltaic panel (7) is arranged on the roof of a trailer (13) of said heavy goods vehicle (11), and said rechargeable electric battery (6) is arranged in a tractor (12) or in said trailer (13) of said heavy goods vehicle (1 1).
5. Véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite batterie électrique rechargeable (1 1 ) est une batterie lithium ion, lithium métal, lithium métal polymère ou nickel métal hydrure. 5. Vehicle according to one of the preceding claims, wherein said rechargeable electric battery (1 1) is a lithium ion, lithium metal, lithium metal polymer or nickel metal hydride battery.
6. Véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit véhicule comprend un moyen de charge (14) de ladite batterie électrique rechargeable par une connexion à un réseau de distribution électrique. 6. Vehicle according to one of the preceding claims, wherein said vehicle comprises means (14) for charging said rechargeable electric battery by connection to an electrical distribution network.
7. Véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit véhicule comprend une sonde de température (9) d’un fluide thermique dudit système de refroidissement dudit groupe motopropulseur (1 ). 7. Vehicle according to one of the preceding claims, wherein said vehicle comprises a temperature probe (9) of a thermal fluid of said cooling system of said powertrain (1).
8. Véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit véhicule comprend un moyen de récupération de l’énergie lors du freinage, l’énergie produite par ledit moyen de récupération de l’énergie lors du freinage étant stockée dans ladite batterie électrique rechargeable. 8. Vehicle according to one of the preceding claims, wherein said vehicle comprises means for recovering energy during braking, the energy produced by said means for recovering energy during braking being stored in said electric battery rechargeable.
9. Véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit circuit électrique alimente en outre au moins un accessoire électrique (8) dudit véhicule, notamment une pompe de circulation (4) d’un fluide thermique dudit système de refroidissement, ou un compresseur d’un système de climatisation. Véhicule selon la revendication 9, dans lequel ledit circuit électrique dédié comprend un onduleur. Véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit groupe motopropulseur (2) comprend une pile à combustible, un circuit fermé selon un cycle de Rankine, une machine électrique et/ou un moteur thermique. 9. Vehicle according to one of the preceding claims, in which said electrical circuit further supplies at least one electrical accessory (8) of said vehicle, in particular a circulation pump (4) of a thermal fluid of said cooling system, or a compressor of an air conditioning system. Vehicle according to claim 9, wherein said dedicated electrical circuit comprises an inverter. Vehicle according to one of the preceding claims, in which said powertrain (2) comprises a fuel cell, a closed circuit according to a Rankine cycle, an electric machine and/or a heat engine.
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