WO2024115368A1 - Systeme de conditionnement thermique - Google Patents

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WO2024115368A1
WO2024115368A1 PCT/EP2023/083130 EP2023083130W WO2024115368A1 WO 2024115368 A1 WO2024115368 A1 WO 2024115368A1 EP 2023083130 W EP2023083130 W EP 2023083130W WO 2024115368 A1 WO2024115368 A1 WO 2024115368A1
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WO
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transfer fluid
heat transfer
heat
branch
heat exchanger
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/083130
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English (en)
Inventor
Moussa Nacer-Bey
Kamel Azzouz
Julien Tissot
Jeremy Blandin
Marc BARONNIER
Sebastien Garnier
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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Publication date
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    • B60K2001/005—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric storage means

Definitions

  • the present invention relates to the field of thermal conditioning systems. These systems can in particular equip a motor vehicle. Such systems make it possible to achieve thermal regulation of different components of the vehicle, such as for example the passenger compartment or an electrical energy storage battery, in the case of an electrically powered vehicle. Heat exchanges are managed mainly by the compression and expansion of a refrigerant fluid within different heat exchangers making it possible to ensure heating or cooling of different organs.
  • Thermal conditioning systems commonly use a refrigerant loop and a heat transfer fluid loop exchanging heat with the refrigerant. Such systems are thus called indirect.
  • the refrigerant loop is formed such that the refrigerant transfers heat to a heat transfer fluid in a first dual-fluid exchanger.
  • the heat given up to the heat transfer fluid can then be dissipated in a flow of air intended for the passenger compartment in order to heat it.
  • the heat transfer fluid circuit also makes it possible to cool heat-dissipating elements of the vehicle's traction chain, such as the vehicle's electric traction motor or the power electronics controlling the electric motor.
  • another two-fluid exchanger makes it possible to carry out a heat exchange between the heat transfer fluid and the refrigerant fluid in order to cool the heat transfer fluid.
  • the present invention proposes a thermal conditioning system for a motor vehicle, comprising:
  • thermoelectric heat transfer fluid comprising:
  • refrigerant fluid circuit comprising a main refrigerant fluid circulation loop, the main loop comprising successively in one direction of refrigerant circulation:
  • a first heat exchanger arranged jointly on the main refrigerant fluid loop and on the primary heat transfer fluid loop so as to allow heat exchange between the refrigerant fluid and the heat transfer fluid, -- a regulator,
  • a second heat exchanger arranged jointly on the main refrigerant fluid loop and on the secondary heat transfer fluid loop so as to allow heat exchange between the refrigerant fluid and the heat transfer fluid, in which:
  • the primary heat transfer fluid loop comprises a third heat exchanger configured to exchange heat with a flow of air inside a passenger compartment of the vehicle, and
  • the secondary heat transfer fluid loop comprises a fourth heat exchanger configured to be thermally coupled to a first element of an electric traction chain of the vehicle, in which the heat transfer fluid circuit comprises:
  • the heat transfer fluid circuit comprises a third branch branch connecting a fifth connection point arranged on the secondary loop between the second outlet of the fourth heat exchanger and the fourth connection point to a sixth connection point arranged on the secondary loop between the first outlet of the second heat exchanger and the first inlet of the fourth heat exchanger, the third branch branch comprising a fifth heat exchanger configured to exchange heat with the air flow inside the passenger compartment of the vehicle.
  • the heat transfer fluid circuit in particular dielectric heat transfer fluid, thus includes the functions of cooling and heating the passenger compartment, thermal management of the batteries and/or the power electronics, as well as, for certain modes operation, dehumidification.
  • the sixth connection point is arranged between the first outlet of the second heat exchanger and the second connection point.
  • the sixth connection point is arranged between the second connection point and the first inlet of the fourth heat exchanger.
  • the first element of the vehicle's electric powertrain can be an electrical energy storage battery.
  • the battery can provide the energy necessary for an electric traction motor of the vehicle.
  • Thermal coupling with the fourth heat exchanger can be achieved via a heat transfer fluid circulation loop, not shown in the various figures. Thermal coupling can also be done by bringing one or more walls of the fourth heat exchanger into contact with one or more walls of the battery.
  • the fourth heat exchanger can be formed by the battery itself, that is to say that the heat dissipating battery is directly in contact with the heat transfer fluid, when this This is a dielectric heat transfer fluid.
  • the electrical and/or electronic elements of the battery can be immersed, or partially immersed, in a dielectric heat transfer fluid.
  • the heat transfer fluid circuit comprises a fourth branch connection connecting a seventh connection point arranged on the first branch branch to an eighth connection point arranged on the second branch of bypass, the fourth branch of bypass comprising a sixth heat exchanger.
  • the sixth heat exchanger is configured to exchange heat with an air flow outside the vehicle cabin.
  • connection point is arranged on the first branch branch between the first connection point and the second connection point.
  • the eighth connection point is arranged on the second branch branch between the third connection point and the fourth connection point.
  • the heat transfer fluid circuit comprises a fifth branch of diversion, arranged on the secondary loop in parallel with the fourth heat exchanger, connecting a ninth connection point arranged on the secondary loop at a tenth connection point arranged on the secondary loop, the fifth branch branch comprising a seventh heat exchanger configured to be thermally coupled to a second element of the vehicle's electric traction chain.
  • connection point is arranged on the secondary loop between the second connection point and the first inlet of the fourth heat exchanger.
  • the tenth connection point is arranged on the secondary loop between the second outlet of the fourth heat exchanger and the fifth connection point.
  • the role of the seventh heat exchanger is to thermally regulate the second element of the vehicle's electric powertrain.
  • the second element of the electric traction chain of the vehicle can for example be an electronic unit for controlling an electric traction motor and/or an electric traction motor of the vehicle.
  • the seventh heat exchanger can be formed by the electronic control unit of the electric motor itself and/or by the electric motor itself, that is to say that the electronic control unit of the electric motor and/or the heat-dissipating electric motor are directly in contact with the heat transfer fluid, when the latter is a dielectric heat transfer fluid.
  • the electrical and/or electronic elements of the electronic control unit of the electric motor and/or the electric motor can be immersed, or partially immersed, in a dielectric heat transfer fluid.
  • the primary loop of the heat transfer fluid circuit comprises a first circulation pump.
  • the first pump is configured to circulate the heat transfer fluid from the third connection point to the second inlet of the first heat exchanger.
  • the first pump is arranged between the third connection point and the second inlet of the first heat exchanger.
  • the first pump is arranged between the first outlet of the first heat exchanger and the first connection point.
  • the secondary loop of the heat transfer fluid circuit comprises a second circulation pump.
  • the second pump is configured to circulate the heat transfer fluid from the ninth connection point to the first inlet of the fourth heat exchanger.
  • the second pump is arranged between the ninth connection point and the first inlet of the fourth heat exchanger.
  • the second pump is arranged between the second outlet of the fourth heat exchanger and the tenth connection point.
  • the heat transfer fluid circuit comprises a first three-way valve arranged jointly on the first branch of diversion and on the fourth branch of branch. [34] The first three-way valve is configured to selectively:
  • the heat transfer fluid circuit comprises a second three-way valve arranged jointly on the second bypass branch and on the fourth bypass branch.
  • the second three-way valve is configured to selectively:
  • the third branch of diversion comprises a shut-off valve.
  • the stop valve is arranged between the fifth connection point and the sixth connection point.
  • the shut-off valve is arranged between the sixth connection point and the fifth heat exchanger.
  • the shut-off valve is arranged between the fifth heat exchanger and the fifth connection point.
  • the shut-off valve is a two-way valve.
  • the secondary loop of the heat transfer fluid circuit comprises a third circulation pump.
  • the third pump is configured to circulate the heat transfer fluid from the fourth connection point to the second inlet of the second heat exchanger.
  • the third pump is arranged between the fourth connection point and the second inlet of the second heat exchanger.
  • the third pump is arranged between the first outlet of the second heat exchanger and the sixth connection point.
  • At least the primary loop and/or the secondary loop comprises at least one filtering device, in particular at the outlet of at least one of the pumps and/or of the at least one minus one of the heat exchangers.
  • the filtering devices positioned on at least one of the primary and/or secondary loops make it possible to capture debris, in particular metal debris, in particular coming from pumps and/or heat exchangers.
  • the filtering devices make it possible to protect the first and/or second elements of the vehicle's electric powertrain.
  • the filtering devices are positioned downstream of the first, second, third, fifth and/or sixth heat exchangers and/or pumps, and/or upstream of the fourth and/or seventh heat exchangers.
  • Upstream and downstream are defined in relation to the direction of circulation of the heat transfer fluid.
  • the filtering devices are then preferably arranged in the battery and in the electronic control unit of the electric motor itself and/or in the electric motor, preferably at the input.
  • the thermal conditioning system in which the heat transfer fluid of the heat transfer fluid circuit is a dielectric heat transfer fluid, at least one of the pumps and/or at least one of the three-way valves and/or the valve shut-off valve and/or the regulator comprises a bypass circuit connecting the heat transfer fluid circuit to the electronic power and control part of said at least one pump and/or a three-way valve and/or the shut-off valve and/or regulator.
  • the bypass circuit is a tap fluidly connecting the heat transfer fluid circuit to the electronic power and control part of at least one component of the thermal conditioning system.
  • the bypass circuit ensures the cooling of the electronic power and control part of the at least one pump and/or a three-way valve and/or the shut-off valve and/or the regulator.
  • the cooling of the electronic power and control part of the at least one pump and/or a three-way valve and/or the stop valve and/or the expansion valve is carried out by circulation of the dielectric heat transfer fluid in the compartment of the electronic power and control part.
  • the heat transfer fluid of the heat transfer fluid circuit is a dielectric heat transfer fluid
  • at least one of the heat exchangers comprises a desiccant device.
  • the desiccant device is preferably placed in the collector of at least one of the heat exchangers.
  • the desiccant devices can in particular be in the form of receptacles containing silica gel, in particular in the form of crystals, activated carbon, calcium sulfate, calcium chloride, or molecular sieves, in particular zeolites.
  • desiccant devices make it possible to rid the dielectric heat transfer fluid of all traces of humidity, and thus avoid deteriorating its dielectric properties.
  • Said desiccant devices are then preferably arranged in the battery and in the electronic control unit of the electric motor itself and/or in the electric motor.
  • the thermal conditioning system in which the heat transfer fluid of the heat transfer fluid circuit is a dielectric heat transfer fluid, at least the secondary loop and/or the fifth branch of the heat transfer fluid circuit comprises at least at least one sensor configured to measure at least one parameter linked to the dielectric heat transfer fluid, such as electrical resistivity and/or water content.
  • the at least one sensor makes it possible to continuously monitor the electrical properties and the water content of the dielectric heat transfer fluid.
  • the positioning of at least one sensor on at least the secondary loop and/or the fifth branch of diversion of the heat transfer fluid circuit, more particularly upstream of the fourth heat exchanger and/or the seventh heat exchanger heat makes it possible to protect the first and/or second elements of the vehicle's electric traction chain.
  • the fourth heat exchanger and the seventh heat exchanger are respectively formed by the battery and/or the electronic control unit of the electric motor itself and/or by the electric motor itself.
  • the sensors, positioned upstream of the fourth and seventh heat exchangers make it possible to ensure that the electrical resistivity and the water content, in particular, do not exceed certain values, and thus ensure the safety of the first and/or second elements of the vehicle's electric powertrain.
  • the upstream is defined in relation to the direction of circulation of the dielectric heat transfer fluid.
  • the heat transfer fluid circuit comprises at least one electrostatic discharge device configured to discharge the dielectric heat transfer fluid of its electrostatic charge.
  • the at least one electrostatic discharge device makes it possible to discharge the heat transfer fluid from the electrostatic charge accumulated by it, for example by friction with the channels, particularly made of plastic.
  • the electrostatic discharge device is formed by a metallic contact between a metallic part of at least one of the heat exchangers and the structure of the vehicle.
  • the electrostatic discharge devices make it possible to protect the first and/or second elements of the vehicle's electric traction chain.
  • At least one of the heat exchangers can be obtained by a vacuum brazing process.
  • the vacuum brazing process of at least one of the heat exchangers makes it possible to protect the heat transfer fluid and the refrigerant fluid, as well as the heat exchangers, pumps, three-way valves, shut-off valve, pressure reducer, compressor, elements of the traction chain, pollution by brazing flux, particularly in the case of the use of a heat transfer fluid of the dielectric heat transfer fluid type.
  • the thermal conditioning system comprises a dielectric fluid circuit comprising an additional dielectric fluid circulation loop, the additional loop comprising successively, in one direction of dielectric fluid circulation:
  • an eighth heat exchanger configured to be thermally coupled to a third element of an electric powertrain of the vehicle
  • the seventh heat exchanger arranged jointly on the secondary heat transfer fluid loop and on the additional dielectric fluid loop so as to allow heat exchange between the heat transfer fluid and the dielectric fluid.
  • the role of the eighth heat exchanger is to thermally regulate the third element of the vehicle's electric powertrain.
  • the third element of the electric traction chain of the vehicle can for example be an electric traction motor of the vehicle.
  • the eighth heat exchanger can be formed by the electric motor itself, that is to say that the heat-dissipating electric motor is directly in contact with the dielectric fluid.
  • the electrical and/or electronic elements of the electric motor can be immersed, or partially immersed, in the dielectric fluid.
  • the dielectric fluid is a fluid with a high viscosity and/or density, in particular higher than the viscosity and/or density of the heat transfer fluid.
  • the dielectric fluid is in particular a fluid suitable for engine lubrication.
  • the dielectric fluid is in particular of the oil or dielectric fluid type.
  • the additional loop of the dielectric fluid circuit comprises at least one filtering device, in particular at the outlet of the fourth pump and/or at the inlet of the eighth heat exchanger.
  • the filtering device is preferably placed in the electric motor itself, preferably at the inlet.
  • At least the fourth pump comprises a branch circuit connecting the dielectric fluid circuit to the electronic power and control part of said at least fourth pump.
  • At least the eighth heat exchanger comprises a desiccant device.
  • the desiccant device is preferably placed in the collector of the eighth heat exchanger. [89] In the case where the eighth heat exchanger is formed by the electric motor itself, the desiccant device is preferably arranged in the electric motor.
  • the additional loop of the dielectric fluid circuit comprises at least one sensor configured to measure at least one parameter linked to the dielectric fluid, such as electrical resistivity and/or water content.
  • the positioning of at least one sensor on the additional loop of the dielectric fluid circuit, more particularly upstream of the eighth heat exchanger, makes it possible to protect the third element of the vehicle's electric traction chain.
  • the dielectric fluid circuit comprises at least one electrostatic discharge device configured to discharge the dielectric fluid of its electrostatic charge.
  • the electrostatic discharge device is formed by a metallic contact between a metallic part of the eighth heat exchanger and the structure of the vehicle.
  • the heat transfer fluid circuit comprises a fifth circulation pump arranged on the fifth branch branch.
  • the fifth pump is configured to circulate the heat transfer fluid from the ninth connection point to the seventh heat exchanger.
  • the fifth pump is arranged between the ninth connection point and the seventh heat exchanger.
  • the fifth pump is arranged between the seventh heat exchanger and the tenth connection point.
  • the heat transfer fluid circuit comprises a third three-way valve arranged jointly on the secondary loop and on the fifth branch branch.
  • the third three-way valve is configured to selectively:
  • the heat transfer fluid circuit comprises a fourth three-way valve arranged jointly on the secondary loop and on the first branch branch.
  • the fourth three-way valve is configured to selectively:
  • the invention also relates to a method of operating a thermal conditioning system as described above, in a mode known as cooling the traction chain and the passenger compartment, in which:
  • a flow of refrigerant fluid circulates in the compressor where it passes at high pressure, and circulates successively in the first heat exchanger where it transfers heat to the heat transfer fluid, in the expander where it passes at low pressure, in the second exchanger heat where it receives heat from the heat transfer fluid, and returns to the compressor
  • a first flow of heat transfer fluid circulates successively in the primary loop, in the first pump, in the first heat exchanger where it receives heat from the refrigerant fluid, in the primary loop, in the first branch of diversion, in the fourth bypass branch, in the sixth heat exchanger where it transfers heat to the outside air flow, in the second bypass branch, and returns to the first pump
  • the invention also relates to a method of operating a thermal conditioning system as described above, in a so-called passenger compartment heating mode, in which:
  • a flow of refrigerant fluid circulates in the compressor where it passes at high pressure, and circulates successively in the first heat exchanger where it transfers heat to the heat transfer fluid, in the expander where it passes at low pressure, in the second heat exchanger where it receives heat from the heat transfer fluid, and returns to the compressor,
  • a first flow of heat transfer fluid circulates successively in the first pump, in the first heat exchanger where it receives heat from the refrigerant fluid, in the third heat exchanger where it transfers heat to the internal air flow, and returns to the first pump,
  • the invention also relates to a method of operating a thermal conditioning system as described above, in a mode known as heating and dehumidifying the passenger compartment, in which: — a flow of refrigerant fluid circulates in the compressor where it passes at high pressure, and circulates successively in the first heat exchanger where it transfers heat to the heat transfer fluid, in the expander where it passes at low pressure, in the second exchanger heat where it receives heat from the heat transfer fluid, and returns to the compressor,
  • a first flow of heat transfer fluid circulates successively in the first pump, in the first heat exchanger where it receives heat from the refrigerant fluid, in the third heat exchanger where it transfers heat to the internal air flow, and returns to the first pump,
  • a second flow of heat transfer fluid circulates in the secondary loop, in the third pump, in the second heat exchanger where it transfers heat to the refrigerant fluid, and is divided at the sixth connection point into:
  • the invention also relates to a method of operating a thermal conditioning system as described above, comprising the fifth pump, in a so-called cooling mode of the electronic control unit of the electric motor and/or of the electric motor by the sixth heat exchanger, in which:
  • a flow of heat transfer fluid circulates successively in the fifth pump, in the fifth branch of diversion, in the seventh heat exchanger, in the fifth branch of branch, in the secondary loop, in the second branch of branch, in the fourth branch bypass, in the sixth heat exchanger where it transfers heat to the outside air flow, in the fourth branch of bypass, in the first branch of bypass, in the secondary loop, in the fifth branch of bypass and returns to the fifth pump.
  • the invention also relates to a method of operating a thermal conditioning system as described above, comprising the fifth pump, in a mode known as heating of the battery by the electronic control unit of the electric motor and/or the electric motor, in which:
  • a flow of heat transfer fluid circulates successively in the fifth pump, in the fifth branch of diversion, in the seventh heat exchanger, in the fifth branch of branch, in the secondary loop, in the fourth heat exchanger where it transfers heat heat to the first element of the vehicle's electric traction chain, in the secondary loop, in the fifth branch of diversion and returns to the fifth pump.
  • FIG. 1 is a schematic view of a thermal conditioning system according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a schematic view of a thermal conditioning system according to a first variant of the embodiment of Figure 1,
  • FIG. 3 is a schematic view of a thermal conditioning system according to a second variant of the embodiment of Figure 1,
  • FIG. 4 is a schematic view of a thermal conditioning system according to a third variant of the embodiment of Figure 1,
  • FIG. 5 is a schematic view of a thermal conditioning system according to a fourth variant of the embodiment of Figure 1,
  • FIG. 6 is a schematic view of a thermal conditioning system according to a fifth variant of the embodiment of Figure 1,
  • FIG. 7 is a schematic view of a thermal conditioning system according to a sixth variant of the embodiment of Figure 1,
  • FIG. 8 represents a schematic view of the thermal conditioning system of Figure 1 according to a first mode of operation called cooling of the traction chain and the passenger compartment,
  • FIG. 9 represents a schematic view of the thermal conditioning system of Figure 1 according to a second operating mode called passenger compartment heating
  • FIG. 10 represents a schematic view of the thermal conditioning system of Figure 1 according to a third operating mode called heating and dehumidification of the passenger compartment
  • FIG. 11 is a schematic view of a thermal conditioning system according to a seventh variant of the embodiment of Figure 1,
  • FIG. 12 represents a schematic view of the thermal conditioning system of Figure 11 according to a fourth operating mode called cooling of the electronic control unit of the electric motor and/or the electric motor by the sixth heat exchanger,
  • FIG. 13 represents a schematic view of the thermal conditioning system of Figure 1 1 according to a fifth operating mode called heating of the battery by the electronic control unit of the electric motor and/or the electric motor.
  • a first element upstream of a second element means that the first element is placed before the second element with respect to the direction of circulation, or travel, of a fluid.
  • a first element downstream of a second element means that the first element is placed after the second element with respect to the direction of circulation, or travel, of the fluid considered.
  • a first element is upstream of a second element means that the refrigerant fluid successively travels through the first element, then the second element, without passing through the compression device.
  • the refrigerant fluid leaves the compression device, possibly passes through one or more elements, then passes through the first element, then the second element, then returns to the compression device, possibly after passing through other elements.
  • a second element is placed between a first element and a third element means that the shortest path to go from the first element to the third element passes through the second element.
  • exchanger is equivalent to the term “heat exchanger” and to the term “heat exchanger”.
  • expansion device is equivalent to the term “expansion device”
  • compressor is equivalent to the term “compression device”.
  • Each of the expansion devices used can be an electronic expansion valve, a thermostatic expansion valve, or a calibrated orifice.
  • the passage section allowing the refrigerant fluid to pass can be adjusted continuously between a closed position and a maximum open position.
  • an electronic control module controls an electric motor which moves a movable shutter controlling the passage section offered to the refrigerant fluid.
  • the thermal conditioning system 100 which will be described can be fitted to a motor vehicle.
  • the motor vehicle is electric or hybrid.
  • An electronic control unit receives information from various sensors measuring in particular the characteristics of the refrigerant fluid.
  • the electronic control unit also receives instructions issued by the occupants of the vehicle, such as the desired temperature inside the passenger compartment.
  • the electronic control unit implements control laws allowing the control of the different actuators, in order to ensure the control of the thermal conditioning system 100 so as to ensure the instructions received.
  • a compression device 15 makes it possible to circulate a refrigerant fluid in a closed circuit 10 for circulating refrigerant fluid.
  • the compression device 15 can be an electric compressor, that is to say a compressor whose moving parts are driven by an electric motor.
  • the compression device 15 comprises a suction side of the low-pressure refrigerant fluid, also called inlet 15a of the compression device, and a discharge side of the high pressure refrigerant fluid, also called outlet 15b of the compression device 15.
  • the internal moving parts of the compressor 15 cause the refrigerant fluid to pass from a low pressure on the inlet side 15a to a high pressure on the outlet side 15b. After expansion in one or more expansion members, the refrigerant fluid returns to inlet 15a of compressor 15 and begins a new thermodynamic cycle.
  • the refrigerant fluid used by the refrigerant fluid circuit 10 is here a chemical fluid such as R1234yf.
  • Other refrigerant fluids could be used, such as R134a, R744 or even R290.
  • the thermal conditioning system 100 comprises a heat transfer fluid circuit 20 in which a heat transfer fluid can circulate under the action of one or more pumps.
  • the circuit includes different circulation loops connected by different branch branches.
  • Each connection point between two circuit portions allows the heat transfer fluid to pass into one or other of the circuit portions joining at this connection point.
  • each connection point is a means of redirecting the heat transfer fluid arriving at this connection point.
  • the heat transfer fluid used by the heat transfer fluid circuit 20 can be water, a mixture of water and ethylene glycol or a dielectric heat transfer fluid.
  • Interior air flow Fi means a flow of air intended for the passenger compartment of the motor vehicle. This indoor air flow can circulate in a heating, ventilation and air conditioning installation, often referred to by the English term “HVAC” meaning “Heating, Ventilating and Air Conditioning”. This installation has not been shown in the various figures.
  • HVAC heating, ventilation and air conditioning installation
  • external air flow Fe we mean an air flow which is not intended for the passenger compartment of the vehicle. In other words, this air flow remains outside the passenger compartment.
  • Figure 1 shows a thermal conditioning system 100 for a motor vehicle.
  • the thermal conditioning system 100 comprises:
  • thermoelectric heat transfer fluid comprising: -- a 20A primary heat transfer fluid circulation loop,
  • a refrigerant fluid circuit 10 comprising a main loop 10A for circulating refrigerant fluid, the main loop 10A comprising successively in one direction of circulation of the refrigerant fluid:
  • a first heat exchanger 1 arranged jointly on the main loop 10A of refrigerant fluid and on the primary loop 20A of heat transfer fluid so as to allow heat exchange between the refrigerant fluid and the heat transfer fluid, -- a regulator 31 ,
  • a second heat exchanger 2 arranged jointly on the main loop 10A of refrigerant fluid and on the secondary loop 20B of heat transfer fluid so as to allow heat exchange between the refrigerant fluid and the heat transfer fluid, in which:
  • the primary heat transfer fluid loop 20A comprises a third heat exchanger 3, configured to exchange heat with an interior air flow Fi in a passenger compartment of the vehicle, and
  • the secondary heat transfer fluid loop 20B comprises a fourth heat exchanger 4 configured to be thermally coupled to a first element 41 of an electric traction chain of the vehicle, in which the heat transfer fluid circuit 20 comprises:
  • first branch branch 20C connecting a first connection point 51 arranged on the primary loop 20A between a first outlet 1 B-1 of the first heat exchanger 1 and a first inlet 3-1 of the third heat exchanger 3 to a second connection point 52 arranged on the secondary loop 20B between a first outlet 2B-1 of the second heat exchanger 2 and a first inlet 4-1 of the fourth heat exchanger 4,
  • the heat transfer fluid circuit 20 comprises a third branch branch 20E connecting a fifth connection point 55 arranged on the secondary loop 20B between the second outlet 4-2 of the fourth heat exchanger 4 and the fourth connection point 54 to a sixth connection point 56 arranged on the secondary loop 20B between the first outlet 2B-1 of the second heat exchanger 2 and the first inlet 4-1 of the fourth heat exchanger 4, the third branch branch 20E comprising a fifth heat exchanger 5 configured to exchange heat with the interior air flow Fi to the vehicle passenger compartment.
  • the refrigerant circuit 10 forms a closed circuit configured to circulate a flow of refrigerant fluid.
  • the heat transfer fluid circuit 20 forms a heat transfer fluid circulation circuit, that is to say a closed circuit configured to circulate a flow of heat transfer fluid. In its nominal operating state, that is to say without fault or anomaly, each of the circuits 10, 20 is waterproof.
  • the primary loop 20A of the heat transfer fluid circuit 20 forms a heat transfer fluid circulation loop.
  • the secondary loop 20B of the heat transfer fluid circuit 20 forms a heat transfer fluid circulation loop.
  • the primary loop 20A and the secondary loop 20B are connected by branch branches. Each branch branch has exactly one input and one output. Each branch branch is connected at each of its ends to a portion of the heat transfer fluid circuit. Each connection is made at a connection point.
  • the refrigerant fluid and the heat transfer fluid can carry out a heat exchange at the level of the first heat exchanger 1.
  • the first heat exchanger 1 comprises a first heat exchange section 1 A through which the refrigerant fluid passes and a second heat exchange section 1 B through which the heat transfer fluid passes. A heat exchange is carried out between the first heat exchange section 1 A and the second heat exchange section 1 B of the first heat exchanger 1.
  • the refrigerant fluid and the heat transfer fluid can carry out a heat exchange at the second heat exchanger 2.
  • the second heat exchanger 2 comprises a first heat exchange section 2A through which the refrigerant fluid passes and a second heat exchange section 2B through which the heat transfer fluid passes. A heat exchange is carried out between the first heat exchange section 2A and the second heat exchange section 2B of the second heat exchanger 2.
  • the first heat exchanger 1 makes it possible to condense at least in part the refrigerant fluid at high temperature and high pressure at the outlet of the compression device 15. The heat of condensation of the refrigerant fluid is thus transferred to the heat transfer fluid of the fluid circuit heat transfer fluid 20. The heat transfer fluid can thus be heated.
  • the second heat exchanger 2 can make it possible to evaporate at least partially the low pressure refrigerant fluid at the outlet of the expansion device 31.
  • the heat of vaporization of the refrigerant fluid is taken from the heat transfer fluid. This can thus be cooled.
  • the first heat exchanger 1 and the second heat exchanger 2 each have an inlet 1 A-1, 2A-1 of refrigerant fluid and an outlet 1 A-2, 2A-2 of refrigerant fluid respectively.
  • the first heat exchanger 1 and the second heat exchanger 2 each include an inlet 1 B-2 and 2B-2 of heat transfer fluid respectively and an outlet 1 B-1 and 2B-1 of heat transfer fluid respectively.
  • the first heat exchanger 1 and the second heat exchanger 2 are traversed by two different fluids, each heat exchanger is a two-fluid heat exchanger.
  • the first element 41 of the vehicle's electric traction chain may be an electrical energy storage battery.
  • the battery can provide the energy necessary for an electric traction motor of the vehicle.
  • Thermal coupling with the fourth heat exchanger 4 can be achieved via a heat transfer fluid circulation loop, not shown in the various figures. Thermal coupling can also be done by bringing one or more walls of the fourth heat exchanger 4 into contact with one or more walls of the battery 41.
  • the fourth heat exchanger 4 can be formed by the battery itself, that is to say that the heat dissipating battery is directly in contact with the heat transfer fluid, when the latter is a heat transfer fluid dielectric.
  • the electrical and/or electronic elements of the battery can be immersed, or partially immersed, in a dielectric heat transfer fluid.
  • the third heat exchanger 3 is arranged in the heating, ventilation and air conditioning installation of the vehicle.
  • the third heat exchanger 3 is a passenger compartment heating radiator.
  • a motor-fan group is placed near the third heat exchanger 3 and can be activated in order to increase, if necessary, the flow rate of the interior air flow Fi.
  • the fifth heat exchanger 5 is arranged in the heating, ventilation and air conditioning installation of the vehicle.
  • the fifth heat exchanger 5 is arranged upstream of the third heat exchanger 3 in the heating, ventilation and air conditioning installation of the vehicle.
  • the fifth heat exchanger 5 is a passenger compartment air conditioning radiator, which can also act as a dehumidifier.
  • the sixth connection point 56 is arranged between the first outlet 2B-1 of the second heat exchanger 2 and the second connection point 52.
  • the sixth connection point 56 is arranged between the second connection point 52 and the first inlet 4-1 of the fourth heat exchanger 4.
  • the heat transfer fluid circuit 20 comprises a fourth branch branch 20F connecting a seventh connection point 57 located on the first branch branch 20C to an eighth connection point 58 located on the second branch branch 20D, the fourth branch bypass 20F comprising a sixth heat exchanger 6.
  • the sixth heat exchanger 6 is configured to exchange heat with an exterior air flow Fe to the passenger compartment of the vehicle.
  • the sixth heat exchanger 6 is for example arranged on the front of the vehicle, behind the grille.
  • a second motor-fan group, not shown, can be activated in order to increase, if necessary, the flow rate of the external air flow Fe.
  • connection point 57 is arranged on the first branch branch 20C between the first connection point 51 and the second connection point 52.
  • connection point 58 is arranged on the second branch branch 20D between the third connection point 53 and the fourth connection point 54.
  • the heat transfer fluid circuit 20 of the thermal conditioning system 100 comprises a fifth branch branch 20G, arranged on the secondary loop 20B in parallel with the fourth heat exchanger 4, connecting a ninth connection point 59 arranged on the secondary loop 20B at a tenth connection point 60 arranged on the secondary loop 20B, the fifth branch 20G comprising a seventh heat exchanger 7 configured to be thermally coupled to a second element 42 of the electric traction chain of the vehicle.
  • the ninth connection point 59 is arranged on the secondary loop 20B between the second connection point 52 and the first inlet 4-1 of the fourth heat exchanger 4.
  • the tenth connection point 60 is arranged on the secondary loop 20B between the second outlet 4-2 of the fourth heat exchanger 4 and the fifth connection point 55.
  • the role of the seventh heat exchanger 7 is to thermally regulate the second element 42 of the vehicle's electric traction chain.
  • the second element 42 of the electric traction chain of the vehicle can for example be an electronic unit for controlling an electric traction motor and/or an electric traction motor of the vehicle.
  • the seventh heat exchanger 7 can be formed by the electronic control unit of the electric motor itself and/or by the electric motor itself, that is to say that the electronic control unit of the electric motor and/or the heat-dissipating electric motor are directly in contact with the heat transfer fluid, when the latter is a dielectric heat transfer fluid.
  • the electrical and/or electronic elements of the electronic control unit of the electric motor itself and/or of the electric motor itself may be immersed, or partially immersed, in a dielectric heat transfer fluid.
  • the primary heat transfer fluid loop 20A comprises a first pump 21 configured to circulate the heat transfer fluid from the third connection point 53 to the second inlet 1 B-2 of the first heat exchanger 1.
  • the first pump 21 is arranged between the third connection point 53 and the second inlet 1 B-2 of the first heat exchanger 1.
  • the first pump 21 can be arranged between the first outlet 1 B-1 of the first heat exchanger 1 and the first connection point 51.
  • the secondary heat transfer fluid loop 20B comprises a second pump 22 configured to circulate the heat transfer fluid from the ninth connection point 59 to the first inlet 4-1 of the fourth heat exchanger 4.
  • the second pump 22 is arranged between the ninth connection point 59 and the first inlet 4-1 of the fourth heat exchanger 4.
  • the second pump 22 can be arranged between the second outlet 4-2 of the fourth heat exchanger 4 and the tenth connection point 60.
  • the first pump 21 and the second pump 22 are electrically controlled.
  • the heat transfer fluid circuit 20 of the thermal conditioning system 100 comprises a first three-way valve 26 arranged jointly on the first branch of diversion 20C and on the fourth branch of branch 20F.
  • the first three-way valve 26 is configured to selectively:
  • the first three-way valve 26 makes it possible to selectively put the sixth heat exchanger 6 in communication either with the primary heat transfer fluid circulation loop 20A or with the secondary loop 20B.
  • the seventh connection point 57 of the heat transfer fluid circuit 20 is part of the first three-way valve 26.
  • Two of the three inlets/outputs of the first three-way valve 26 are part of the first branch branch 20C and the last input/output is part of the fourth branch branch 20F.
  • the heat transfer fluid circuit 20 comprises a second three-way valve 27 arranged jointly on the second branch of diversion 20D and on the fourth branch of branch 20F.
  • the second three-way valve 27 is configured to selectively:
  • the second three-way valve 27 makes it possible to selectively put the sixth heat exchanger 6 in communication either with the primary loop 20A or with the secondary loop 20B.
  • the eighth connection point 58 of the heat transfer fluid circuit 20 is part of the second three-way valve 27.
  • Two of the three inlets/outputs of the second three-way valve 27 are part of the second branch of diversion 20D and the last input/output is part of the fourth branch branch 20F.
  • the third branch branch 20E comprises a stop valve 25 arranged between the fifth connection point 55 and the sixth connection point 56.
  • Shutoff valve 25 is a two-way valve.
  • the stop valve 25 is electrically controlled.
  • the stop valve 25 is arranged between the sixth connection point 56 and the fifth heat exchanger 5.
  • the stop valve 25 can be placed between the fifth heat exchanger 5 and the fifth connection point 55.
  • the secondary loop 20B comprises a third pump 23 configured to circulate the heat transfer fluid from the fourth connection point 54 to the second inlet 2B-2 of the second heat exchanger 2.
  • the third pump 23 is electrically controlled. [185] According to the example illustrated, the third pump 23 is arranged between the fourth connection point 54 and the second inlet 2B-2 of the second heat exchanger 2.
  • the third pump 23 can be arranged between the first outlet 2B-1 of the second heat exchanger 2 and the sixth connection point 56.
  • Figure 2 shows a thermal conditioning system 100 according to a first alternative embodiment.
  • at least the primary loop 20A and/or the secondary loop 20B comprises at least one filtering device 71, in particular at the outlet of at least one of the pumps 21, 22 and/or the at least one of the heat exchangers 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
  • the filtering devices 71 positioned on at least one of the primary 20A and/or secondary 20B loops make it possible to capture debris, in particular metal debris, in particular coming from pumps 21, 22, 23 and/or exchangers heat 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, debris which are likely to come loose during operation.
  • the filtering devices 71 make it possible to protect the first and/or second elements 41, 42 of the electric traction chain of the vehicle.
  • the filtering devices 71 are positioned downstream of the first, second, third, fifth and/or sixth heat exchangers 1, 2, 3, 5, 6 and/or pumps 21, 22, 23, and /or upstream of the fourth and/or seventh heat exchangers 4, 7, the upstream and downstream being defined in relation to the direction of circulation of the heat transfer fluid.
  • the filtering devices 71 are then preferably arranged in the battery and in the electronic control unit of the electric motor itself and/ or in the electric motor itself, preferably at the input.
  • FIG. 3 shows a thermal conditioning system 100 according to a second alternative embodiment.
  • the heat transfer fluid of the heat transfer fluid circuit 20 is a dielectric heat transfer fluid and at least one of the pumps 21, 22, 23 and/or at least one of the three-way valves 26, 27 and/or the valve stop 25 and/or the regulator 31 comprises a bypass circuit 72 connecting the heat transfer fluid circuit 20 to the electronic power and control part of said at least one pump 21, 22, 23 and/or three-way valve 26 , 27 and/or shut-off valve 25 and/or regulator 31.
  • the bypass circuit 72 is a tap fluidly connecting the heat transfer fluid circuit 20 to the electronic power and control part of at least one component of the thermal conditioning system 100 among the pumps 21, 22, 23, the three-way valves 26, 27, the shut-off valve 25 and the regulator 31. Said connection is made as close as possible to said component.
  • the bypass circuit 72 ensures the cooling of the electronic power and control part of the at least one pump 21, 22, 23 and/or three-way valve 26, 27 and/or stop valve 25 and/or regulator 31.
  • FIG. 4 shows a thermal conditioning system 100 according to a third alternative embodiment.
  • the heat transfer fluid of the heat transfer fluid circuit 20 is a dielectric heat transfer fluid and at least one of the heat exchangers 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 comprises a desiccant device 73.
  • the desiccant device 73 is preferably arranged in the collector of at least one of the heat exchangers 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
  • Desiccant devices 73 make it possible to capture humidity and thus prevent the formation of mold.
  • the desiccant devices 73 may in particular be in the form of receptacles containing silica gel, in particular in the form of crystals, activated carbon, calcium sulfate, calcium chloride, or molecular sieves, in particular zeolites. .
  • the desiccant devices 73 make it possible to rid the dielectric heat transfer fluid of any trace of humidity, and thus avoid deteriorating its dielectric properties. Said desiccant devices 73 are then preferably arranged in the battery and in the electronic control unit of the electric motor itself and/or in the electric motor.
  • FIG. 5 shows a thermal conditioning system 100 according to a fourth alternative embodiment.
  • the heat transfer fluid of the heat transfer fluid circuit 20 is a dielectric heat transfer fluid and the secondary loop 20B and/or the fifth branch 20G of the heat transfer fluid circuit 20 comprises at least one sensor 74 configured to measure at least one parameter linked to the dielectric heat transfer fluid, such as electrical resistivity and/or water content.
  • the at least one sensor 74 makes it possible to continuously monitor the electrical properties and the water content of the dielectric heat transfer fluid.
  • the positioning of at least one sensor 74 on at least the secondary loop 20B and/or the fifth branch of diversion 20G of the heat transfer fluid circuit 20, more particularly upstream of the fourth heat exchanger 4 and/or or the seventh heat exchanger 7 makes it possible to protect the first and/or second elements 41, 42 of the vehicle's electric traction chain.
  • the sensors 74, positioned upstream of the fourth and seventh heat exchangers 4, 7, make it possible to ensure that the electrical resistivity and the water content, in particular, do not exceed certain values, and thus ensure the safety of the first and /or second elements 41, 42 of the vehicle's electric traction chain.
  • the upstream is defined in relation to the direction of circulation of the dielectric heat transfer fluid.
  • the circulation of dielectric heat transfer fluid could for example be interrupted by switching off the pumps 21, 22, 23.
  • FIG. 6 shows a thermal conditioning system 100 according to a fifth embodiment.
  • the heat transfer fluid of the heat transfer fluid circuit 20 is a dielectric heat transfer fluid and the heat transfer fluid circuit 20 comprises at least one electrostatic discharge device 75 configured to discharge the dielectric heat transfer fluid of its electrostatic charge.
  • the at least one electrostatic discharge device 75 makes it possible to discharge the heat transfer fluid from the electrostatic charge accumulated by it, for example by friction with the plastic channels.
  • the electrostatic discharge device 75 is formed by a metallic contact between a metallic part of at least one of the heat exchangers 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and the structure of the vehicle.
  • FIG. 7 shows a thermal conditioning system 100 according to a sixth alternative embodiment.
  • the thermal conditioning system 100 comprises a dielectric fluid circuit 30 comprising an additional dielectric fluid circulation loop 30A, the additional loop 30A comprising successively in one direction of dielectric fluid circulation:
  • an eighth heat exchanger 8 configured to be thermally coupled to a third element 43 of an electric traction chain of the vehicle
  • the seventh heat exchanger 7 arranged jointly on the secondary loop 20B of heat transfer fluid and on the additional loop 30A of dielectric fluid so as to allow heat exchange between the heat transfer fluid and the dielectric fluid.
  • the role of the eighth heat exchanger 8 is to thermally regulate the third element 43 of the vehicle's electric traction chain.
  • the third element 43 of the electric traction chain of the vehicle can for example be an electric traction motor of the vehicle.
  • the eighth heat exchanger 8 can be formed by the electric motor itself, that is to say that the heat-dissipating electric motor is directly in contact with the dielectric fluid.
  • the electrical and/or electronic elements of the electric motor itself can be immersed, or partially immersed, in the dielectric fluid.
  • the dielectric fluid is a fluid whose viscosity and/or density is high, in particular higher than the viscosity and/or density of the heat transfer fluid.
  • the dielectric fluid is in particular a fluid suitable for engine lubrication.
  • the dielectric fluid is in particular of the oil or dielectric fluid type.
  • the additional loop 30A of the dielectric fluid circuit 30 comprises at least one filtering device 71, in particular in outlet of the fourth pump 24 and/or at the inlet of the eighth heat exchanger 8.
  • the filtering device 71 is preferably placed in the electric motor, preferably at the inlet.
  • At least the fourth pump 24 comprises a branch circuit 72 connecting the dielectric fluid circuit 30 to the electronic power and control part of said at least fourth pump 24.
  • At least the eighth heat exchanger 8 comprises a desiccant device 73.
  • the desiccant device 73 is preferably placed in the collector of the eighth heat exchanger 8.
  • the desiccant device 73 is preferably arranged in the electric motor.
  • the additional loop 30A of the dielectric fluid circuit 30 comprises at least one sensor 74 configured to measure at least one parameter linked to the dielectric fluid, such as the electrical resistivity and/or the water content.
  • the positioning of at least one sensor 74 on the additional loop 30A of the dielectric fluid circuit 30, more particularly upstream of the eighth heat exchanger 8, makes it possible to protect the third element 43 of the traction chain electric vehicle.
  • the dielectric fluid circuit 30 comprises at least one electrostatic discharge device 75 configured to discharge the dielectric fluid of its electrostatic charge.
  • the electrostatic discharge device 75 is formed by a metallic contact between a metallic part of the eighth heat exchanger 8 and the structure of the vehicle.
  • at least one of the heat exchangers 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 can be obtained by a vacuum brazing process.
  • FIGS 8 to 10 illustrate different operating methods of a packaging system as described above.
  • the portions of each of the circuits 10, 20 traversed by the fluid corresponding to this circuit are represented in thick continuous lines, and the portions of circuit which are not traversed by a fluid are represented in thin dotted lines.
  • the white arrows schematize the direction of circulation of the refrigerant fluid
  • the black arrows schematize the direction of circulation of the heat transfer fluid.
  • FIG. 8 schematically shows an operating method of a thermal conditioning system 100 as already described, in a so-called cooling mode of the traction chain and the passenger compartment, in which:
  • a flow rate Qr of refrigerant fluid circulates in the compressor 15 where it passes at high pressure, and circulates successively in the first heat exchanger 1 where it transfers heat to the heat transfer fluid, in the expander 31 where it passes at low pressure, in the second heat exchanger 2 where it receives heat from the heat transfer fluid, and returns to the compressor 15,
  • a first flow Qc1 of heat transfer fluid circulates successively in the primary loop 20A, in the first pump 21, in the first heat exchanger 1 where it receives heat from the refrigerant fluid, in the primary loop 20A, in the first branch of branch 20C, in the fourth branch of branch 20F, in the sixth heat exchanger 6 where it transfers heat to the external air flow Fe, in the second branch of branch 20D, and returns to the first pump 21,
  • the interior air flow Fi is cooled at the level of the fifth heat exchanger 5.
  • the heat dissipated by the elements of the electric traction chain, at the level of the fourth exchanger 4 and the seventh exchanger 7, is transferred to the refrigerant fluid at the level of the second exchanger 2.
  • the elements of the traction chain are thus cooled.
  • FIG. 9 illustrates a method of operating a thermal conditioning system 100 as described above, in a so-called passenger compartment heating mode, in which:
  • a flow rate Qr of refrigerant fluid circulates in the compressor 15 where it passes at high pressure, and circulates successively in the first heat exchanger 1 where it transfers heat to the heat transfer fluid, in the expander 31 where it passes at low pressure, in the second heat exchanger 2 where it receives heat from the heat transfer fluid, and returns to the compressor 15,
  • a first flow Qc1 of heat transfer fluid circulates successively in the first pump 21, in the first heat exchanger 1 where it receives heat from the refrigerant fluid, in the third heat exchanger 3 where it transfers heat to the flow of interior air Fi, and returns to the first pump 21,
  • a second flow rate Qc2 of heat transfer fluid circulates in the secondary loop 20B, in the third pump 23, in the second heat exchanger 2 where it transfers heat to the refrigerant fluid, and is divided at the second connection point 52 into :
  • the heat transfer fluid can receive heat from the exterior air flow Fe at the level of the sixth heat exchanger 6. Heating of the passenger compartment is thus carried out by recovering energy both from the traction chain, and the external air flow Fe, that is to say by achieving double energy recovery.
  • the primary loop 20A and the secondary loop 20B of heat transfer fluid are not connected.
  • the first three-way valve 26 blocks the circulation of heat transfer fluid between the first connection point 51 and the seventh connection point 57.
  • the second three-way valve 27 blocks the circulation of heat transfer fluid between the eighth connection point 58 and the third point connection 53.
  • the stop valve 25 is in the closed position, the fifth heat exchanger 5 is inactive.
  • FIG. 10 schematically shows an operating method of a thermal conditioning system 100 as described above, in a so-called mode of heating and dehumidifying the passenger compartment, in which:
  • a flow rate Qr of refrigerant fluid circulates in the compressor 15 where it passes at high pressure, and circulates successively in the first heat exchanger 1 where it transfers heat to the heat transfer fluid, in the expander 31 where it passes at low pressure, in the second heat exchanger 2 where it receives heat from the heat transfer fluid, and returns to the compressor 15,
  • a first flow Qc1 of heat transfer fluid circulates successively in the first pump 21, in the first heat exchanger 1 where it receives heat from the refrigerant fluid, in the third heat exchanger 3 where it gives up heat heat to the interior air flow Fi, and returns to the first pump 21,
  • a second flow rate Qc2 of heat transfer fluid circulates in the secondary loop 20B, in the third pump 23, in the second heat exchanger 2 where it transfers heat to the refrigerant fluid, and is divided at the sixth connection point 56 into :
  • the stop valve 25 is in the open position, allowing the circulation of heat transfer fluid in the fifth heat exchanger 5.
  • the interior air flow Fi is cooled at the level of the fifth heat exchanger 5 and is reheated at the level of the third heat exchanger 3.
  • the interior air flow Fi is thus dehumidified.
  • the amount of heat supplied by the third heat exchanger 3 is greater than the amount of heat absorbed by the fifth heat exchanger 5, the air flow is thus heated.
  • the heat transfer fluid can receive heat from the exterior air flow Fe at the level of the sixth heat exchanger 6. Heating of the passenger compartment is thus carried out by recovering energy both from the traction chain, and the external air flow Fe, that is to say by achieving double energy recovery.
  • the primary loop 20A and the secondary loop 20B of heat transfer fluid are not connected.
  • the first three-way valve 26 blocks the circulation of heat transfer fluid between the first connection point 51 and the seventh connection point 57.
  • the second three-way valve 27 blocks the circulation of heat transfer fluid between the eighth connection point 58 and the third point connection 53.
  • the stop valve 25 is in the open position. In this operating mode, all heat exchangers are active and participate in heat exchange.
  • FIG 11 shows a thermal conditioning system 100 according to a seventh alternative embodiment.
  • the heat transfer fluid circuit 20 comprises a fifth circulation pump 125 arranged on the fifth branch branch 20G.
  • the fifth pump 125 is configured to circulate the heat transfer fluid from the ninth connection point 59 to the seventh heat exchanger 7.
  • the fifth pump 125 is arranged between the ninth connection point 59 and the seventh heat exchanger 7.
  • the fifth pump 125 is arranged between the seventh heat exchanger 7 and the tenth connection point 60.
  • the heat transfer fluid circuit 20 comprises a third three-way valve 28 arranged jointly on the secondary loop 20B and on the fifth branch 20G.
  • the third three-way valve 28 is configured to selectively:
  • the ninth connection point 59 of the heat transfer fluid circuit 20 is part of the third three-way valve 28.
  • Two of the three inlets/outputs of the third three-way valve 28 are part of the secondary loop 20B and the last input/output is part of the fifth branch branch 20G.
  • the heat transfer fluid circuit 20 comprises a fourth three-way valve 29 arranged jointly on the secondary loop 20B and on the first branch 20C.
  • the fourth three-way valve 29 is configured to selectively:
  • the second connection point 52 of the heat transfer fluid circuit 20 is part of the fourth three-way valve 29.
  • Two of the three inlets/outputs of the fourth three-way valve 29 are part of the secondary loop 20B and the last input/output is part of the first branch branch 20C.
  • FIG. 12 schematically shows an operating method of a thermal conditioning system 100 as described above, comprising the fifth pump 125, in a so-called cooling mode of the electronic control unit of the electric motor and/or the electric motor through the sixth heat exchanger, in which:
  • a flow rate Qc of heat transfer fluid circulates successively in the fifth pump 125, in the fifth branch of diversion 20G, in the seventh heat exchanger 7, in the fifth branch of diversion 20G, in the secondary loop 20B, in the second branch of branch 20D, in the fourth branch of branch 20F, in the sixth heat exchanger 6 where it transfers heat to the external air flow Fe, in the fourth branch of branch 20F, in the first branch of branch 20C, in the secondary loop 20B, in the fifth branch branch 20G and returns to the fifth pump 125.
  • the primary loop 20A and the secondary loop 20B of heat transfer fluid are not connected.
  • the first and second three-way valves 26 and 27 block the circulation of heat transfer fluid between the seventh connection point 57 and the eighth connection point 58.
  • the third three-way valve 28 blocks the circulation of heat transfer fluid between the ninth connection point 59 and the tenth connection point 60.
  • the fourth three-way valve 29 blocks the circulation of heat transfer fluid between the second connection point 52 and the fourth connection point 54.
  • the stop valve 25 is in the closed position.
  • the compression device 15 is stopped, the refrigerant fluid circuit 10 is therefore inactive.
  • the first, second, third, fourth and fifth heat exchangers 1, 2, 3, 4 and 5 are therefore inactive.
  • FIG. 13 schematically shows an operating method of a thermal conditioning system 100 as described previously, comprising the fifth pump 125, in a mode called heating of the battery by the electronic control unit of the electric motor and /or the electric motor, in which:
  • a flow of heat transfer fluid Qc circulates successively in the fifth pump 125, in the fifth branch of diversion 20G, in the seventh heat exchanger 7, in the fifth branch of diversion 20G, in the secondary loop 20B, in the fourth heat exchanger heat 4 where it transfers heat to the first element 41 of the electric traction chain of the vehicle, in the secondary loop 20B, in the fifth branch of diversion 20G and returns to the fifth pump 125.
  • the heat dissipated in the second element of the traction chain 42 is transferred to the heat transfer fluid at the seventh heat exchanger 7. This heat is transferred to the exterior air flow Fe at the sixth heat exchanger 6.
  • the third three-way valve 28 blocks the circulation of heat transfer fluid between the ninth connection point 59 and the second connection point 52, isolating the portion of the secondary loop 20B comprising the fourth heat exchanger 4 and the fifth branch bypass 20G comprising the seventh heat exchanger 7 from the rest of the heat transfer fluid circuit 20.
  • the second pump 22 is left free so as not to block the circulation of heat transfer fluid.
  • the compression device 15 is stopped, the fluid circuit refrigerant 10 is therefore inactive. Only the fourth and seventh interchanges 4 and 7 are active.

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Abstract

L'invention concerne un système de conditionnement thermique (100) pour véhicule, comportant : - un circuit de fluide caloporteur (20) comportant : -- une boucle primaire (20A) de circulation de fluide caloporteur, -- une boucle secondaire (20B) de circulation de fluide caloporteur, - un circuit de fluide réfrigérant (10) comportant une boucle principale (10A) de circulation de fluide réfrigérant, la boucle principale (10A) comprenant : -- un dispositif de compression (15), -- un premier échangeur de chaleur (1), -- un détendeur (31), -- un deuxième échangeur de chaleur (2), dans lequel : - la boucle primaire (20A) de fluide caloporteur comprend un troisième échangeur de chaleur (3) configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d'air (Fi) intérieur, et - la boucle secondaire (20B) de fluide caloporteur comprend un quatrième échangeur de chaleur (4) configuré pour être couplé thermiquement à un premier élément (41) d'une chaîne de traction électrique.

Description

Description
Titre : SYSTEME DE CONDITIONNEMENT THERMIQUE
Domaine technique
[1] La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de conditionnement thermique. Ces systèmes peuvent notamment équiper un véhicule automobile. De tels systèmes permettent de réaliser une régulation thermique de différents organes du véhicule, comme par exemple l’habitacle ou une batterie de stockage d’énergie électrique, dans le cas d’un véhicule à propulsion électrique. Les échanges de chaleur sont gérés principalement par la compression et la détente d’un fluide réfrigérant au sein de différents échangeurs de chaleur permettant d’assurer un chauffage ou un refroidissement de différents organes.
Technique antérieure
[2] Les systèmes de conditionnement thermique font couramment appel à une boucle de fluide réfrigérant et à une boucle de fluide caloporteur échangeant de la chaleur avec le fluide réfrigérant. De tels systèmes sont ainsi appelés indirects. La boucle de fluide réfrigérant est formée de sorte que le fluide réfrigérant cède de la chaleur à un fluide caloporteur dans un premier échangeur bifluide. La chaleur cédée au fluide caloporteur peut ensuite être dissipée dans un flux d’air destiné à l’habitacle afin de le chauffer. Le circuit de fluide caloporteur permet aussi de refroidir des éléments de la chaîne de traction du véhicule dissipant de la chaleur, comme le moteur électrique de traction du véhicule ou l’électronique de puissance commandant le moteur électrique. Pour cela, un autre échangeur bifluide permet de réaliser un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant afin de refroidir le fluide caloporteur.
[3] Par ailleurs, les besoins de charge rapide des batteries demandent d’augmenter la puissance de refroidissement disponible. Afin de disposer d’une puissance de refroidissement élevée des batteries, ainsi que d’une bonne homogénéité de la température des batteries, il est connu de faire circuler un fluide caloporteur diélectrique à l’intérieur des éléments de la batterie. Dans ce cas, un échangeur bifluide additionnel est utilisé, afin de réaliser un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur diélectrique. Cette configuration est complexe et coûteuse à mettre en oeuvre car de nombreux échangeurs de chaleur sont utilisés, en particulier de nombreux échangeurs de chaleur bifluides.
[4] Il existe ainsi un besoin de pouvoir disposer de systèmes de conditionnement thermique plus faciles à intégrer, utilisant un nombre réduit d’échangeurs de chaleur et des circuits de circulation des différents fluides simplifiés.
Résumé
[5] A cette fin, la présente invention propose un système de conditionnement thermique pour véhicule automobile, comportant :
- un circuit de fluide caloporteur, notamment de fluide caloporteur diélectrique comportant :
-- une boucle primaire de circulation de fluide caloporteur,
-- une boucle secondaire de circulation de fluide caloporteur,
- un circuit de fluide réfrigérant comportant une boucle principale de circulation de fluide réfrigérant, la boucle principale comprenant successivement selon un sens de circulation du fluide réfrigérant :
-- un dispositif de compression,
-- un premier échangeur de chaleur, agencé conjointement sur la boucle principale de fluide réfrigérant et sur la boucle primaire de fluide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, -- un détendeur,
-- un deuxième échangeur de chaleur, agencé conjointement sur la boucle principale de fluide réfrigérant et sur la boucle secondaire de fluide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, dans lequel :
- la boucle primaire de fluide caloporteur comprend un troisième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur à un habitacle du véhicule, et
- la boucle secondaire de fluide caloporteur comprend un quatrième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement à un premier élément d’une chaîne de traction électrique du véhicule, dans lequel le circuit de fluide caloporteur comprend :
- une première branche de dérivation reliant un premier point de connexion disposé sur la boucle primaire entre une première sortie du premier échangeur de chaleur et une première entrée du troisième échangeur de chaleur à un deuxième point de connexion disposé sur la boucle secondaire entre une première sortie du deuxième échangeur de chaleur et une première entrée du quatrième échangeur de chaleur,
- une deuxième branche de dérivation reliant un troisième point de connexion disposé sur la boucle primaire entre une deuxième entrée du premier échangeur de chaleur et une deuxième sortie du troisième échangeur de chaleur à un quatrième point de connexion disposé sur la boucle secondaire entre une deuxième entrée du deuxième échangeur de chaleur et une deuxième sortie du quatrième échangeur de chaleur, et dans lequel :
- le circuit de fluide caloporteur comporte une troisième branche de dérivation reliant un cinquième point de connexion disposé sur la boucle secondaire entre la deuxième sortie du quatrième échangeur de chaleur et le quatrième point de connexion à un sixième point de connexion disposé sur la boucle secondaire entre la première sortie du deuxième échangeur de chaleur et la première entrée du quatrième échangeur de chaleur, la troisième branche de dérivation comportant un cinquième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec le flux d’air intérieur à l’habitacle du véhicule.
[6] Le circuit de fluide caloporteur, notamment de fluide caloporteur diélectrique, comprend ainsi les fonctions de refroidissement et de chauffage de l’habitacle, de gestion thermique des batteries et/ou de l’électronique de puissance, ainsi que, pour certains modes de fonctionnement, de déshumidification.
[7] Selon un mode de réalisation, le sixième point de connexion est disposé entre la première sortie du deuxième échangeur de chaleur et le deuxième point de connexion.
[8] Selon un autre mode de réalisation, le sixième point de connexion est disposé entre le deuxième point de connexion et la première entrée du quatrième échangeur de chaleur. [9] Le premier élément de la chaîne de traction électrique du véhicule peut être une batterie de stockage d’énergie électrique. La batterie peut fournir l’énergie nécessaire à un moteur électrique de traction du véhicule. Le couplage thermique avec le quatrième échangeur de chaleur peut être réalisé par l’intermédiaire d’une boucle de circulation de fluide caloporteur, non représentée sur les différentes figures. Le couplage thermique peut aussi se faire par mise en contact d’une ou plusieurs parois du quatrième échangeur de chaleur avec une ou plusieurs parois de la batterie.
[10] Selon un mode de réalisation, le quatrième échangeur de chaleur peut être formé par la batterie elle-même, c’est-à-dire que la batterie dissipant de la chaleur est directement au contact avec le fluide caloporteur, lorsque celui-ci est un fluide caloporteur diélectrique.
[11] En particulier, les éléments électriques et/ou électroniques de la batterie peuvent être immergés, ou partiellement immergés, dans un fluide caloporteur diélectrique.
[12] L’ immersion, totale ou partielle, des éléments électriques et/ou électroniques de la batterie, permet d’améliorer les échanges thermiques avec le fluide caloporteur en s’affranchissant des résistances thermiques, notamment de contact, entre le quatrième échangeur de chaleur et lesdits éléments électriques et/ou électroniques.
[13] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le circuit de fluide caloporteur comporte une quatrième branche de dérivation reliant un septième point de connexion disposé sur la première branche de dérivation à un huitième point de connexion disposé sur la deuxième branche de dérivation, la quatrième branche de dérivation comportant un sixième échangeur de chaleur.
[14] Le sixième échangeur de chaleur est configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air extérieur à l’habitacle du véhicule.
[15] Le septième point de connexion est disposé sur la première branche de dérivation entre le premier point de connexion et le deuxième point de connexion.
[16] Le huitième point de connexion est disposé sur la deuxième branche de dérivation entre le troisième point de connexion et le quatrième point de connexion. [17] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le circuit de fluide caloporteur comporte une cinquième branche de dérivation, disposée sur la boucle secondaire en parallèle du quatrième échangeur de chaleur, reliant un neuvième point de connexion disposé sur la boucle secondaire à un dixième point de connexion disposé sur la boucle secondaire, la cinquième branche de dérivation comportant un septième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement à un deuxième élément de la chaîne de traction électrique du véhicule.
[18] Le neuvième point de connexion est disposé sur la boucle secondaire entre le deuxième point de connexion et la première entrée du quatrième échangeur de chaleur.
[19] Le dixième point de connexion est disposé sur la boucle secondaire entre la deuxième sortie du quatrième échangeur de chaleur et le cinquième point de connexion.
[20] Le rôle du septième échangeur de chaleur est de réguler thermiquement le deuxième élément de la chaîne de traction électrique du véhicule.
[21] Le deuxième élément de la chaîne de traction électrique du véhicule peut être par exemple une unité électronique de commande d’un moteur électrique de traction et/ou un moteur électrique de traction du véhicule.
[22] Le septième échangeur de chaleur peut être formé par l’unité électronique de commande du moteur électrique elle-même et/ou par le moteur électrique lui-même, c’est-à-dire que l’unité électronique de commande du moteur électrique et/ou le moteur électrique dissipant de la chaleur sont directement au contact avec le fluide caloporteur, lorsque celui-ci est un fluide caloporteur diélectrique.
[23] En particulier, les éléments électriques et/ou électroniques de l’unité électronique de commande du moteur électrique et/ou du moteur électrique peuvent être immergés, ou partiellement immergés, dans un fluide caloporteur diélectrique.
[24] L’ immersion, totale ou partielle, des éléments électriques et/ou électroniques de l’unité électronique de commande du moteur électrique et/ou du moteur électrique, permet d’améliorer les échanges thermiques avec le fluide caloporteur en s’affranchissant des résistances thermiques, notamment de contact, entre le septième échangeur de chaleur et lesdits éléments électriques et/ou électroniques.
[25] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, la boucle primaire du circuit de fluide caloporteur comprend une première pompe de circulation.
[26] La première pompe est configurée pour faire circuler le fluide caloporteur du troisième point de connexion vers la deuxième entrée du premier échangeur de chaleur.
[27] Selon un exemple de réalisation, la première pompe est disposée entre le troisième point de connexion et la deuxième entrée du premier échangeur de chaleur.
[28] Selon un autre exemple de réalisation, la première pompe est disposée entre la première sortie du premier échangeur de chaleur et le premier point de connexion.
[29] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, la boucle secondaire du circuit de fluide caloporteur comprend une deuxième pompe de circulation.
[30] La deuxième pompe est configurée pour faire circuler le fluide caloporteur du neuvième point de connexion vers la première entrée du quatrième échangeur de chaleur.
[31] Selon un exemple de réalisation, la deuxième pompe est disposée entre le neuvième point de connexion et la première entrée du quatrième échangeur de chaleur.
[32] Selon un autre exemple de réalisation, la deuxième pompe est disposée entre la deuxième sortie du quatrième échangeur de chaleur et le dixième point de connexion.
[33] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le circuit de fluide caloporteur comporte une première vanne trois-voies disposée conjointement sur la première branche de dérivation et sur la quatrième branche de dérivation. [34] La première vanne trois-voies est configurée pour sélectivement :
- autoriser une circulation de fluide caloporteur dans la première branche de dérivation et interdire une circulation de fluide caloporteur entre la première branche de dérivation et le sixième échangeur de chaleur, ou
- autoriser une circulation de fluide caloporteur entre la première branche de dérivation et le sixième échangeur de chaleur et interdire une circulation de fluide caloporteur entre la première branche de dérivation et la boucle primaire de fluide caloporteur, ou
- autoriser une circulation de fluide caloporteur entre la boucle primaire et le sixième échangeur de chaleur et interdire une circulation de fluide caloporteur entre la boucle secondaire et la première branche de dérivation.
[35] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le circuit de fluide caloporteur comporte une deuxième vanne trois-voies disposée conjointement sur la deuxième branche de dérivation et sur la quatrième branche de dérivation.
[36] La deuxième vanne trois-voies est configurée pour sélectivement :
- autoriser une circulation de fluide caloporteur dans la deuxième branche de dérivation et interdire une circulation de fluide caloporteur entre la deuxième branche de dérivation et le sixième échangeur de chaleur, ou
- autoriser une circulation de fluide caloporteur entre la deuxième branche de dérivation et le sixième échangeur de chaleur et interdire une circulation de fluide caloporteur entre la deuxième branche de dérivation et la boucle primaire de fluide caloporteur, ou
- autoriser une circulation de fluide caloporteur entre la boucle primaire et le sixième échangeur de chaleur et interdire une circulation de fluide caloporteur entre la boucle secondaire et la deuxième branche de dérivation.
[37] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, la troisième branche de dérivation comprend une vanne d’arrêt.
[38] La vanne d’arrêt est disposée entre le cinquième point de connexion et le sixième point de connexion. [39] Selon un exemple de réalisation, la vanne d’arrêt est disposée entre le sixième point de connexion et le cinquième échangeur de chaleur.
[40] Selon un autre exemple de réalisation, la vanne d’arrêt est disposée entre le cinquième échangeur de chaleur et le cinquième point de connexion.
[41] La vanne d’arrêt est une vanne deux voies.
[42] Selon un mode de réalisation, la boucle secondaire du circuit de fluide caloporteur comprend une troisième pompe de circulation.
[43] La troisième pompe est configurée pour faire circuler le fluide caloporteur du quatrième point de connexion vers la deuxième entrée du deuxième échangeur de chaleur.
[44] Selon un exemple de réalisation, la troisième pompe est disposée entre le quatrième point de connexion et la deuxième entrée du deuxième échangeur de chaleur.
[45] Selon un autre exemple de réalisation, la troisième pompe est disposée entre la première sortie du deuxième échangeur de chaleur et le sixième point de connexion.
[46] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, au moins la boucle primaire et/ou la boucle secondaire comprend au moins un dispositif filtrant, notamment en sortie de l’au moins une des pompes et/ou de l’au moins un des échangeurs de chaleur.
[47] Les dispositifs filtrants positionnés sur l’au moins une des boucles primaire et/ou secondaire permettent de capter les débris, notamment les débris métalliques, en particulier en provenance des pompes et/ou des échangeurs de chaleur.
[48] Les débris sont susceptibles de se détacher en fonctionnement.
[49] En particulier, dans le cas de l’utilisation d’un fluide caloporteur de type fluide caloporteur diélectrique, et plus particulièrement dans le cas où le quatrième échangeur de chaleur et/ou le septième échangeur de chaleur sont respectivement formés par la batterie et l’unité électronique de commande du moteur électrique elle- même et/ou par le moteur électrique lui-même, les dispositifs filtrants permettent de protéger les premier et/ou deuxième éléments de la chaîne de traction électrique du véhicule.
[50] De préférence, les dispositifs filtrants sont positionnés en aval des premier, deuxième, troisième, cinquième et/ou sixième échangeurs de chaleur et/ou des pompes, et/ou en amont des quatrième et/ou septième échangeurs de chaleur.
[51] L’ amont et l’aval sont définis par rapport au sens de circulation du fluide caloporteur.
[52] En particulier, dans le cas où le quatrième échangeur de chaleur et le septième échangeur de chaleur sont respectivement formés par la batterie et l’unité électronique de commande du moteur électrique elle-même et/ou par le moteur électrique lui-même, les dispositifs filtrants sont alors préférentiellement disposés dans la batterie et dans l’unité électronique de commande du moteur électrique elle- même et/ou dans le moteur électrique, préférentiellement en entrée.
[53] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, dans lequel le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur est un fluide caloporteur diélectrique, au moins une des pompes et/ou au moins une des vannes trois voies et/ou la vanne d’arrêt et/ou le détendeur comprend un circuit de dérivation reliant le circuit de fluide caloporteur à la partie électronique de puissance et de contrôle de ladite au moins une pompe et/ou une vanne trois voies et/ou de la vanne d’arrêt et/ou du détendeur.
[54] Le circuit de dérivation est un piquage connectant fluidiquement le circuit de fluide caloporteur à la partie électronique de puissance et de contrôle d’au moins un composant du système de conditionnement thermique.
[55] Par composants du système thermique, nous entendons ici les pompes, les vannes trois voies, la vanne d’arrêt et le détendeur.
[56] Ledit piquage est réalisé au plus près dudit composant.
[57] Le circuit de dérivation permet d’assurer le refroidissement de la partie électronique de puissance et de contrôle de la au moins une pompe et/ou une vanne trois voies et/ou la vanne d’arrêt et/ou le détendeur. [58] Le refroidissement de la partie électronique de puissance et de contrôle de la au moins une pompe et/ou une vanne trois voies et/ou de la vanne d’arrêt et/ou du détendeur est réalisé par circulation du fluide caloporteur diélectrique dans le compartiment de la partie électronique de puissance et de contrôle.
[59] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, dans lequel le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur est un fluide caloporteur diélectrique, au moins un des échangeurs de chaleur comprend un dispositif dessiccant.
[60] Le dispositif dessiccant est préférentiellement disposé dans le collecteur d’au moins un des échangeurs de chaleur.
[61] Les dispositifs dessiccants permettent de capter l’humidité et ainsi d’éviter la formation de moisissure.
[62] Les dispositifs dessiccants peuvent notamment se présenter sous la forme de réceptacles contenant du gel de silice, notamment sous forme de cristaux, du charbon actif, du sulfate de calcium, du chlorure de calcium, ou des tamis moléculaires, notamment des zéolites.
[63] En particulier, dans le cas où le quatrième échangeur de chaleur et le septième échangeur de chaleur sont respectivement formés par la batterie et l’unité électronique de commande du moteur électrique elle-même et/ou par le moteur électrique lui-même, les dispositifs dessiccants permettent de débarrasser le fluide caloporteur diélectrique de toute trace d’humidité, et ainsi éviter de détériorer ses propriétés diélectriques. Lesdits dispositifs dessiccants sont alors préférentiellement disposés dans la batterie et dans l’unité électronique de commande du moteur électrique elle-même et/ou dans le moteur électrique.
[64] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, dans lequel le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur est un fluide caloporteur diélectrique, au moins la boucle secondaire et/ou la cinquième branche de dérivation du circuit de fluide caloporteur comprend au moins un capteur configuré pour mesurer au moins un paramètre lié au fluide caloporteur diélectrique, tel que la résistivité électrique et/ou la teneur en eau. [65] Le au moins un capteur permet de contrôler en continu les propriétés électriques et la teneur en eau du fluide caloporteur diélectrique.
[66] En particulier, le positionnement d’au moins un capteur sur au moins la boucle secondaire et/ou la cinquième branche de dérivation du circuit de fluide caloporteur, plus particulièrement en amont du quatrième échangeur de chaleur et/ou du septième échangeur de chaleur permet de protéger les premier et/ou deuxième éléments de la chaîne de traction électrique du véhicule.
[67] Notamment, dans le cas où le quatrième échangeur de chaleur et le septième échangeur de chaleur sont respectivement formés par la batterie et/ou l’unité électronique de commande du moteur électrique elle-même et/ou par le moteur électrique lui-même, les capteurs, positionnés en amont des quatrième et septième échangeurs de chaleur, permettent de s’assurer que la résistivité électrique et la teneur en eau, notamment, ne dépassent pas certaines valeurs, et ainsi assurer la sécurité des premier et/ou deuxième éléments de la chaîne de traction électrique du véhicule. L’amont est défini par rapport au sens de circulation du fluide caloporteur diélectrique.
[68] En particulier, en cas de valeur de résistivité électrique et/ou de teneur en eau supérieure à une valeur critique, la circulation de fluide caloporteur diélectrique pourra par exemple être interrompue par la mise à l’arrêt des pompes.
[69] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, dans lequel le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur est un fluide caloporteur diélectrique, le circuit de fluide caloporteur comprend au moins un dispositif de décharge électrostatique configuré pour décharger le fluide caloporteur diélectrique de sa charge électrostatique.
[70] L’ au moins un dispositif de décharge électrostatique permet de décharger le fluide caloporteur de la charge électrostatique accumulée par celui-ci, par exemple par frottement avec les canaux, notamment en plastique.
[71] Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de décharge électrostatique est formé par un contact métallique entre une partie métallique d’au moins un des échangeurs de chaleur et la structure du véhicule. [72] Notamment, dans le cas où le quatrième échangeur de chaleur et le septième échangeur de chaleur sont respectivement formés par la batterie et/ou l’unité électronique de commande du moteur électrique elle-même et/ou par le moteur électrique, les dispositifs de décharge électrostatique permettent de protéger les premier et/ou deuxième éléments de la chaîne de traction électrique du véhicule.
[73] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, au moins un des échangeurs de chaleur est susceptible d’être obtenu par un procédé de brasage sous vide.
[74] Le procédé de brasage sous vide de l’au moins un des échangeurs de chaleur permet de protéger le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant, ainsi que les échangeurs de chaleur, pompes, vannes trois voies, vanne d’arrêt, détendeur, compresseur, éléments de la chaîne de traction, de la pollution par flux de brasage, notamment dans le cas de l’utilisation d’un fluide caloporteur de type fluide caloporteur diélectrique.
[75] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le système de conditionnement thermique comporte un circuit de fluide diélectrique comportant une boucle additionnelle de circulation de fluide diélectrique, la boucle additionnelle comprenant successivement, selon un sens de circulation de fluide diélectrique :
- un huitième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement à un troisième élément d’une chaîne de traction électrique du véhicule,
- une quatrième pompe,
- le septième échangeur de chaleur, agencé conjointement sur la boucle secondaire de fluide caloporteur et sur la boucle additionnelle de fluide diélectrique de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide diélectrique.
[76] Le rôle du huitième échangeur de chaleur est de réguler thermiquement le troisième élément de la chaîne de traction électrique du véhicule.
[77] Le troisième élément de la chaîne de traction électrique du véhicule peut être par exemple un moteur électrique de traction du véhicule. [78] Le huitième échangeur de chaleur peut être formé par le moteur électrique lui- même, c’est-à-dire que le moteur électrique dissipant de la chaleur est directement au contact avec le fluide diélectrique.
[79] En particulier, les éléments électriques et/ou électroniques du moteur électrique peuvent être immergés, ou partiellement immergés, dans le fluide diélectrique.
[80] L’ immersion, totale ou partielle, des éléments électriques et/ou électroniques du moteur électrique, permet d’améliorer les échanges thermiques avec le fluide caloporteur en s’affranchissant des résistances thermiques, notamment de contact, entre le huitième échangeur de chaleur et lesdits éléments électriques et/ou électroniques.
[81] Le fluide diélectrique est un fluide à la viscosité et/ou à la densité élevée, notamment plus élevée que la viscosité et/ou la densité du fluide caloporteur.
[82] Le fluide diélectrique est notamment un fluide adapté à la lubrification du moteur.
[83] Le fluide diélectrique est notamment de type huile ou fluide diélectrique.
[84] Selon un mode de réalisation, la boucle additionnelle du circuit de fluide diélectrique comprend au moins un dispositif filtrant, notamment en sortie de la quatrième pompe et/ou en entrée du huitième échangeur de chaleur.
[85] Dans le cas où le huitième échangeur de chaleur est formé par le moteur électrique lui-même, le dispositif filtrant est préférentiellement disposé dans le moteur électrique lui-même, préférentiellement en entrée.
[86] Selon un mode de réalisation, au moins la quatrième pompe comprend un circuit de dérivation reliant le circuit de fluide diélectrique à la partie électronique de puissance et de contrôle de ladite au moins quatrième pompe.
[87] Selon un mode de réalisation, au moins le huitième échangeur de chaleur comprend un dispositif dessiccant.
[88] Le dispositif dessiccant est préférentiellement disposé dans le collecteur du huitième échangeur de chaleur. [89] Dans le cas où le huitième échangeur de chaleur est formé par le moteur électrique lui-même, le dispositif dessiccant est préférentiellement disposé dans le moteur électrique.
[90] Selon un mode de réalisation, la boucle additionnelle du circuit de fluide diélectrique comprend au moins un capteur configuré pour mesurer au moins un paramètre lié au fluide diélectrique, tel que la résistivité électrique et/ou la teneur en eau.
[91] En particulier, le positionnement d’au moins un capteur sur la boucle additionnelle du circuit de fluide diélectrique, plus particulièrement en amont du huitième échangeur de chaleur, permet de protéger le troisième élément de la chaîne de traction électrique du véhicule.
[92] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le circuit de fluide diélectrique comprend au moins un dispositif de décharge électrostatique configuré pour décharger le fluide diélectrique de sa charge électrostatique.
[93] Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de décharge électrostatique est formé par un contact métallique entre une partie métallique du huitième échangeur de chaleur et la structure du véhicule.
[94] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le circuit de fluide caloporteur comporte une cinquième pompe de circulation disposée sur la cinquième branche de dérivation.
[95] La cinquième pompe est configurée pour faire circuler le fluide caloporteur du neuvième point de connexion vers le septième échangeur de chaleur.
[96] Selon un exemple de réalisation, la cinquième pompe est disposée entre le neuvième point de connexion et le septième échangeur de chaleur.
[97] Selon un autre exemple de réalisation, la cinquième pompe est disposée entre le septième échangeur de chaleur et le dixième point de connexion.
[98] Selon un mode de réalisation particulier du système de conditionnement thermique, le circuit de fluide caloporteur comporte une troisième vanne trois-voies disposée conjointement sur la boucle secondaire et sur la cinquième branche de dérivation.
[99] La troisième vanne trois-voies est configurée pour sélectivement :
- interdire une circulation de fluide caloporteur dans la portion de la boucle secondaire comportant le quatrième échangeur de chaleur et autoriser une circulation de fluide caloporteur entre le reste de la boucle secondaire et la cinquième branche de dérivation, ou
- autoriser une circulation de fluide caloporteur entre la portion de la boucle secondaire comportant le quatrième échangeur de chaleur et la cinquième branche de dérivation et interdire une circulation de fluide caloporteur dans le reste de la boucle secondaire, ou
- autoriser une circulation de fluide caloporteur entre la boucle secondaire et la cinquième branche de dérivation.
[100] Selon un mode de réalisation particulier du système de conditionnement thermique, le circuit de fluide caloporteur comporte une quatrième vanne trois-voies disposée conjointement sur la boucle secondaire et sur la première branche de dérivation.
[101] La quatrième vanne trois-voies est configurée pour sélectivement :
- interdire une circulation de fluide caloporteur dans la portion de la boucle secondaire comportant le deuxième échangeur de chaleur et autoriser une circulation de fluide caloporteur entre le reste de la boucle secondaire et la première branche de dérivation, ou
- autoriser une circulation de fluide caloporteur entre la boucle secondaire et la première branche de dérivation.
[102] L’ invention se rapporte également à un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique tel que décrit précédemment, dans un mode dit de refroidissement de la chaîne de traction et de l’habitacle, dans lequel :
- un débit de fluide réfrigérant circule dans le compresseur où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au fluide caloporteur, dans le détendeur où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur de chaleur où il reçoit de la chaleur du fluide caloporteur, et retourne au compresseur, - un premier débit de fluide caloporteur circule successivement dans la boucle primaire, dans la première pompe, dans le premier échangeur de chaleur où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, dans la boucle primaire, dans la première branche de dérivation, dans la quatrième branche de dérivation, dans le sixième échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au flux d’air extérieur, dans la deuxième branche de dérivation, et regagne la première pompe,
- un deuxième débit de fluide caloporteur circule dans la boucle secondaire, dans la troisième pompe, dans le deuxième échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, circule dans la boucle secondaire, et se divise au niveau du sixième point de connexion en :
-- un troisième débit de fluide caloporteur circulant dans la troisième branche de dérivation dans le cinquième échangeur de chaleur où il reçoit de la chaleur du flux d’air intérieur, et rejoignant le cinquième point de connexion,
-- un quatrième débit de fluide caloporteur circulant dans la boucle secondaire entre le sixième point de connexion et le neuvième point de connexion et se divisant au niveau du neuvième point de connexion en :
- un cinquième débit de fluide caloporteur circulant dans la boucle secondaire successivement dans la deuxième pompe, dans le quatrième échangeur de chaleur, et
- un sixième débit de fluide caloporteur circulant dans la cinquième branche de dérivation dans le septième échangeur de chaleur,
- le cinquième débit de fluide caloporteur et le sixième débit de fluide caloporteur se rejoignant au niveau du dixième point de connexion,
-- le quatrième débit de fluide caloporteur ainsi formé circulant entre le dixième point de connexion et le cinquième point de connexion,
-- le quatrième débit de fluide caloporteur rejoignant le troisième débit de fluide caloporteur au niveau du cinquième point de connexion,
- et le deuxième débit de fluide caloporteur ainsi formé regagne la troisième pompe.
[103] L’ invention se rapporte également à un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique tel que décrit précédemment, dans un mode dit de chauffage de l’habitacle, dans lequel :
- un débit de fluide réfrigérant circule dans le compresseur où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au fluide caloporteur, dans le détendeur où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur de chaleur où il reçoit de la chaleur du fluide caloporteur, et retourne au compresseur,
- un premier débit de fluide caloporteur circule successivement dans la première pompe, dans le premier échangeur de chaleur où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, dans le troisième échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au flux d’air intérieur, et retourne à la première pompe,
- un deuxième débit de fluide caloporteur circule dans la boucle secondaire, dans la troisième pompe, dans le deuxième échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise au niveau du deuxième point de connexion en :
-- un troisième débit de fluide caloporteur circulant dans la boucle secondaire, et se divisant au niveau du neuvième point de connexion en :
— un quatrième débit de fluide caloporteur circulant dans la boucle secondaire successivement dans la deuxième pompe, dans le quatrième échangeur de chaleur, et
— un cinquième débit de fluide caloporteur circulant dans la cinquième branche de dérivation dans le septième échangeur de chaleur,
— le quatrième débit de fluide caloporteur et le cinquième débit de fluide caloporteur se rejoignant au niveau du dixième point de connexion,
-- le troisième débit de fluide caloporteur ainsi formé rejoignant le quatrième point de connexion,
-- un sixième débit de fluide caloporteur circulant successivement dans la première branche de dérivation, dans la quatrième branche de dérivation, dans le sixième échangeur de chaleur où il reçoit de la chaleur du flux d’air extérieur, dans la deuxième branche de dérivation, et rejoignant le quatrième point de connexion,
-- le troisième débit de fluide caloporteur et le sixième débit de fluide caloporteur se rejoignant au quatrième point de connexion,
- et le deuxième débit de fluide caloporteur ainsi formé regagne la troisième pompe.
[104] L’ invention se rapporte également à un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique tel que décrit précédemment, dans un mode dit de chauffage et déshumidification de l’habitacle, dans lequel : — un débit de fluide réfrigérant circule dans le compresseur où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au fluide caloporteur, dans le détendeur où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur de chaleur où il reçoit de la chaleur du fluide caloporteur, et retourne au compresseur,
— un premier débit de fluide caloporteur circule successivement dans la première pompe, dans le premier échangeur de chaleur où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, dans le troisième échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au flux d’air intérieur, et retourne à la première pompe,
— un deuxième débit de fluide caloporteur circule dans la boucle secondaire, dans la troisième pompe, dans le deuxième échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise au niveau du sixième point de connexion en :
-- un troisième débit de fluide caloporteur qui circule dans la troisième branche de dérivation dans le cinquième échangeur de chaleur où il reçoit de la chaleur du flux d’air intérieur, et rejoint le cinquième point de connexion,
-- un quatrième débit de fluide caloporteur qui circule dans la boucle secondaire, et se divise au niveau du deuxième point de connexion en :
— un cinquième débit de fluide caloporteur qui circule dans la boucle secondaire entre le deuxième point de connexion et le neuvième point de connexion et se divise en :
— - un sixième débit de fluide caloporteur circulant dans la boucle secondaire successivement dans la deuxième pompe, dans le quatrième échangeur de chaleur, et
— - un septième débit de fluide caloporteur circulant dans la cinquième branche de dérivation dans le septième échangeur de chaleur,
— - le sixième débit de fluide caloporteur et le septième débit de fluide caloporteur se rejoignant au niveau du dixième point de connexion,
— le cinquième débit de fluide caloporteur ainsi formé rejoignant le cinquième point de connexion,
— le cinquième débit de fluide caloporteur rejoignant le troisième débit de fluide caloporteur au niveau du cinquième point de connexion,
— le huitième débit ainsi formé rejoignant le quatrième point de connexion,
-- un neuvième débit de fluide caloporteur circulant successivement dans la première branche de dérivation, dans la quatrième branche de dérivation, dans le sixième échangeur de chaleur où il reçoit de la chaleur du flux d’air extérieur, dans la deuxième branche de dérivation, et rejoignant le quatrième point de connexion, -- le huitième débit de fluide caloporteur et le neuvième débit de fluide caloporteur se rejoignant au quatrième point de connexion,
- et le deuxième débit de fluide caloporteur ainsi formé regagne la troisième pompe.
[105] L’ invention se rapporte également à un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique tel que décrit précédemment, comprenant la cinquième pompe, dans un mode dit de refroidissement de l’unité électronique de commande du moteur électrique et/ou du moteur électrique par le sixième échangeur de chaleur, dans lequel :
- un débit de fluide caloporteur circule successivement dans la cinquième pompe, dans la cinquième branche de dérivation, dans le septième échangeur de chaleur, dans la cinquième branche de dérivation, dans la boucle secondaire, dans la deuxième branche de dérivation, dans la quatrième branche de dérivation, dans le sixième échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au flux d’air extérieur, dans la quatrième branche de dérivation, dans la première branche de dérivation, dans la boucle secondaire, dans la cinquième branche de dérivation et regagne la cinquième pompe.
[106] L’ invention se rapporte également à un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique tel que décrit précédemment, comprenant la cinquième pompe, dans un mode dit de réchauffement de la batterie par l’unité électronique de commande du moteur électrique et/ou du moteur électrique, dans lequel :
- un débit de fluide caloporteur circule successivement dans la cinquième pompe, dans la cinquième branche de dérivation, dans le septième échangeur de chaleur, dans la cinquième branche de dérivation, dans la boucle secondaire, dans le quatrième échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au premier élément de la chaîne de traction électrique du véhicule, dans la boucle secondaire, dans la cinquième branche de dérivation et regagne la cinquième pompe.
Brève description des dessins [107] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
[108] [Fig. 1] est une vue schématique d’un système de conditionnement thermique selon un mode de réalisation de l’invention,
[109] [Fig. 2] est une vue schématique d’un système de conditionnement thermique selon une première variante du mode de réalisation de la figure 1 ,
[110] [Fig. 3] est une vue schématique d’un système de conditionnement thermique selon une deuxième variante du mode de réalisation de la figure 1 ,
[111] [Fig. 4] est une vue schématique d’un système de conditionnement thermique selon une troisième variante du mode de réalisation de la figure 1 ,
[112] [Fig. 5] est une vue schématique d’un système de conditionnement thermique selon une quatrième variante du mode de réalisation de la figure 1 ,
[113] [Fig. 6] est une vue schématique d’un système de conditionnement thermique selon une cinquième variante du mode de réalisation de la figure 1 ,
[114] [Fig. 7] est une vue schématique d’un système de conditionnement thermique selon une sixième variante du mode de réalisation de la figure 1 ,
[115] [Fig. 8] représente une vue schématique du système de conditionnement thermique de la figure 1 selon un premier mode de fonctionnement dit de refroidissement de la chaîne de traction et de l’habitacle,
[116] [Fig. 9] représente une vue schématique du système de conditionnement thermique de la figure 1 selon un deuxième mode de fonctionnement dit de chauffage de l’habitacle,
[117] [Fig. 10] représente une vue schématique du système de conditionnement thermique de la figure 1 selon un troisième mode de fonctionnement dit de chauffage et déshumidification de l’habitacle
[118] [Fig. 11] est une vue schématique d’un système de conditionnement thermique selon une septième variante du mode de réalisation de la figure 1 ,
[119] [Fig. 12] représente une vue schématique du système de conditionnement thermique de la figure 11 selon un quatrième mode de fonctionnement dit de refroidissement de l’unité électronique de commande du moteur électrique et/ou du moteur électrique par le sixième échangeur de chaleur,
[120] [Fig. 13] représente une vue schématique du système de conditionnement thermique de la figure 1 1 selon un cinquième mode de fonctionnement dit de réchauffement de la batterie par l’unité électronique de commande du moteur électrique et/ou du moteur électrique.
Description des modes de réalisation
[121] Afin de faciliter la lecture des figures, les différents éléments ne sont pas nécessairement représentés à l’échelle. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références. Certains éléments ou paramètres peuvent être indexés, c'est-à-dire désignés par exemple par premier élément ou deuxième élément, ou encore premier paramètre et second paramètre, etc. Cette indexation a pour but de différencier des éléments ou paramètres similaires, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, ou paramètre par rapport à un autre. On peut ainsi interchanger les dénominations ‘premier’, ’deuxième’, ‘troisième’, etc....
[122] Dans la description qui suit, le terme « un premier élément en amont d'un deuxième élément » signifie que le premier élément est placé avant le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, d'un fluide. De manière analogue, le terme « un premier élément en aval d'un deuxième élément » signifie que le premier élément est placé après le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, du fluide considéré. Dans le cas du circuit de fluide réfrigérant, le terme « un premier élément est en amont d’un deuxième élément » signifie que le fluide réfrigérant parcourt successivement le premier élément, puis le deuxième élément, sans passer par le dispositif de compression. Autrement dit, le fluide réfrigérant sort du dispositif de compression, traverse éventuellement un ou plusieurs éléments, puis traverse le premier élément, puis le deuxième élément, puis regagne le dispositif de compression, éventuellement après avoir traversé d’autres éléments. [123] L’ expression « un deuxième élément est placé entre un premier élément et un troisième élément » signifie que le plus court trajet pour passer du premier élément au troisième élément passe par le deuxième élément.
[124] Quand il est précisé qu'un sous-système comporte un élément donné, cela n'exclut pas la présence d'autres éléments dans ce sous-système.
[125] Au sens de la présente divulgation, le terme « échangeur » est équivalent au terme « échangeur de chaleur » et au terme « échangeur thermique ». De même, le terme « détendeur >> est équivalent au terme « dispositif de détente », et le terme « compresseur » est équivalent au terme « dispositif de compression ».
[126] Chacun des dispositifs de détente employés peut être un détendeur électronique, un détendeur thermostatique, ou un orifice calibré. Dans le cas d’un détendeur électronique, la section de passage permettant de faire passer le fluide réfrigérant peut être ajustée de manière continue entre une position de fermeture et une position d’ouverture maximale. Pour cela, un module électronique de contrôle pilote un moteur électrique qui déplace un obturateur mobile contrôlant la section de passage offerte au fluide réfrigérant.
[127] Le système de conditionnement thermique 100 qui va être décrit peut équiper un véhicule automobile. Le véhicule automobile est électrique ou hybride.
[128] Une unité électronique de contrôle, non représentée, reçoit des informations de différents capteurs mesurant notamment les caractéristiques du fluide réfrigérant. L’unité électronique de contrôle reçoit également des consignes émises par les occupants du véhicule, comme par exemple la température souhaitée à l’intérieur de l’habitacle. L’unité électronique de contrôle met en oeuvre des lois de contrôle permettant le pilotage des différents actionneurs, afin d’assurer le contrôle du système de conditionnement thermique 100 de façon à assurer les consignes reçues. Un dispositif de compression 15 permet de faire circuler un fluide réfrigérant dans un circuit fermé 10 de circulation de fluide réfrigérant. Le dispositif de compression 15 peut être un compresseur électrique, c'est-à-dire un compresseur dont les pièces mobiles sont entraînées par un moteur électrique. Le dispositif de compression 15 comporte un côté aspiration du fluide réfrigérant à basse pression, encore appelé entrée 15a du dispositif de compression, et un côté refoulement du fluide réfrigérant à haute pression, encore appelé sortie 15b du dispositif de compression 15. Les pièces mobiles internes du compresseur 15 font passer le fluide réfrigérant d’une basse pression côté entrée 15a à une haute pression côté sortie 15b. Après détente dans un ou plusieurs organes de détente, le fluide réfrigérant revient à l’entrée 15a du compresseur 15 et recommence un nouveau cycle thermodynamique.
[129] Le fluide réfrigérant utilisé par le circuit de fluide réfrigérant 10 est ici un fluide chimique tel que le R1234yf. D’autres fluides réfrigérants pourraient être employés, comme par exemple le R134a, le R744 ou encore le R290.
[130] Le système de conditionnement thermique 100 comprend un circuit de fluide caloporteur 20 dans lequel un fluide caloporteur peut circuler sous l’action d’une ou plusieurs pompes. Le circuit comprend différentes boucles de circulation reliées par différentes branches de dérivation. Chaque point de connexion entre deux portions de circuit permet au fluide caloporteur de passer dans l’une ou l’autre des portions de circuit se rejoignant à ce point de connexion. Autrement dit, chaque point de connexion est un moyen de redirection du fluide caloporteur arrivant à ce point de connexion.
[131] Le fluide caloporteur utilisé par le circuit de fluide caloporteur 20 peut être de l’eau, un mélange d’eau et d’éthylène glycol ou un fluide caloporteur diélectrique.
[132] On entend par flux d’air intérieur Fi un flux d’air à destination de l’habitacle du véhicule automobile. Ce flux d’air intérieur peut circuler dans une installation de chauffage, ventilation et climatisation, souvent désignée par le terme Anglais « HVAC » signifiant « Heating, Ventilating and Air Conditioning ». Cette installation n’a pas été représentée sur les différentes figures.
[133] On entend par flux d’air extérieur Fe un flux d’air qui n’est pas à destination de l’habitacle du véhicule. Autrement dit, ce flux d’air reste à l’extérieur de l’habitacle.
[134] On a représenté sur la figure 1 un système de conditionnement thermique 100 pour véhicule automobile.
[135] Le système de conditionnement thermique 100 comporte :
- un circuit de fluide caloporteur 20, notamment de fluide caloporteur diélectrique comportant : -- une boucle primaire 20A de circulation de fluide caloporteur,
-- une boucle secondaire 20B de circulation de fluide caloporteur,
- un circuit de fluide réfrigérant 10 comportant une boucle principale 10A de circulation de fluide réfrigérant, la boucle principale 10A comprenant successivement selon un sens de circulation du fluide réfrigérant:
-- un dispositif de compression 15,
-- un premier échangeur de chaleur 1 , agencé conjointement sur la boucle principale 10A de fluide réfrigérant et sur la boucle primaire 20A de fluide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, -- un détendeur 31 ,
-- un deuxième échangeur de chaleur 2, agencé conjointement sur la boucle principale 10A de fluide réfrigérant et sur la boucle secondaire 20B de fluide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, dans lequel :
- la boucle primaire 20A de fluide caloporteur comprend un troisième échangeur de chaleur 3, configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur Fi à un habitacle du véhicule, et
- la boucle secondaire 20B de fluide caloporteur comprend un quatrième échangeur de chaleur 4 configuré pour être couplé thermiquement à un premier élément 41 d’une chaîne de traction électrique du véhicule, dans lequel le circuit de fluide caloporteur 20 comprend :
- une première branche de dérivation 20C reliant un premier point de connexion 51 disposé sur la boucle primaire 20A entre une première sortie 1 B-1 du premier échangeur de chaleur 1 et une première entrée 3-1 du troisième échangeur de chaleur 3 à un deuxième point de connexion 52 disposé sur la boucle secondaire 20B entre une première sortie 2B-1 du deuxième échangeur de chaleur 2 et une première entrée 4-1 du quatrième échangeur de chaleur 4,
- une deuxième branche de dérivation 20D reliant un troisième point de connexion 53 disposé sur la boucle primaire 20A entre une deuxième entrée 1 B-2 du premier échangeur de chaleur 1 et une deuxième sortie 3-2 du troisième échangeur de chaleur 3 à un quatrième point de connexion 54 disposé sur la boucle secondaire 20B entre une deuxième entrée 2B-2 du deuxième échangeur de chaleur 2 et une deuxième sortie 4-2 du quatrième échangeur de chaleur 4, et dans lequel :
- le circuit de fluide caloporteur 20 comporte une troisième branche de dérivation 20E reliant un cinquième point de connexion 55 disposé sur la boucle secondaire 20B entre la deuxième sortie 4-2 du quatrième échangeur de chaleur 4 et le quatrième point de connexion 54 à un sixième point de connexion 56 disposé sur la boucle secondaire 20B entre la première sortie 2B-1 du deuxième échangeur de chaleur 2 et la première entrée 4-1 du quatrième échangeur de chaleur 4, la troisième branche de dérivation 20E comportant un cinquième échangeur de chaleur 5 configuré pour échanger de la chaleur avec le flux d’air intérieur Fi à l’habitacle du véhicule.
[136] Le circuit de fluide réfrigérant 10 forme un circuit fermé configuré pour faire circuler un débit de fluide réfrigérant. Le circuit de fluide caloporteur 20 forme un circuit de circulation de fluide caloporteur, c’est-à-dire un circuit fermé configuré pour faire circuler un débit de fluide caloporteur. Dans son état nominal de fonctionnement, c’est-à-dire sans défaut ou anomalie, chacun des circuits 10, 20 est étanche.
[137] La boucle primaire 20A du circuit de fluide caloporteur 20 de fluide caloporteur forme une boucle de circulation de fluide caloporteur. De même, la boucle secondaire 20B du circuit de fluide caloporteur 20 forme une boucle de circulation de fluide caloporteur. La boucle primaire 20A et la boucle secondaire 20B sont reliées par des branches de dérivation. Chaque branche de dérivation comprend exactement une entrée et une sortie. Chaque branche de dérivation est reliée à chacune de ses extrémités à une portion du circuit de fluide caloporteur. Chaque liaison est réalisée au niveau d’un point de connexion.
[138] Le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur peuvent réaliser un échange thermique au niveau du premier échangeur de chaleur 1 . Le premier échangeur de chaleur 1 comprend une première section d’échange thermique 1 A parcourue par le fluide réfrigérant et une deuxième section d’échange thermique 1 B parcourue par le fluide caloporteur. Un échange thermique est réalisé entre la première section d’échange thermique 1 A et la deuxième section d’échange thermique 1 B du premier échangeur de chaleur 1 . [139] D’une manière similaire, le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur peuvent réaliser un échange thermique au niveau du deuxième échangeur de chaleur 2. Le deuxième échangeur de chaleur 2 comprend une première section d’échange thermique 2A parcourue par le fluide réfrigérant et une deuxième section d’échange thermique 2B parcourue par le fluide caloporteur. Un échange thermique est réalisé entre la première section d’échange thermique 2A et la deuxième section d’échange thermique 2B du deuxième échangeur de chaleur 2.
[140] Le premier échangeur de chaleur 1 permet de condenser au moins en partie le fluide réfrigérant à haute température et haute pression en sortie du dispositif de compression 15. La chaleur de condensation du fluide réfrigérant est ainsi transférée au fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur 20. Le fluide caloporteur peut ainsi être chauffé.
[141] Le deuxième échangeur de chaleur 2 peut permettre d’évaporer au moins en partie le fluide réfrigérant à basse pression en sortie du dispositif de détente 31 . La chaleur de vaporisation du fluide réfrigérant est prélevée du fluide caloporteur. Celui-ci peut ainsi être refroidi.
[142] Le premier échangeur de chaleur 1 et le deuxième échangeur de chaleur 2 comportent chacun une entrée respectivement 1 A-1 , 2A-1 de fluide réfrigérant et une sortie 1 A-2, 2A-2 de fluide réfrigérant. Le premier échangeur de chaleur 1 et le deuxième échangeur de chaleur 2 comportent chacun une entrée respectivement 1 B-2 et 2B-2 de fluide caloporteur et une sortie respectivement 1 B-1 et 2B-1 de fluide caloporteur. Le premier échangeur de chaleur 1 et le deuxième échangeur de chaleur 2 sont parcourus par deux fluides différents, chaque échangeur de chaleur est un échangeur de chaleur bifluide.
[143] Le premier élément 41 de la chaîne de traction électrique du véhicule peut être une batterie de stockage d’énergie électrique. La batterie peut fournir l’énergie nécessaire à un moteur électrique de traction du véhicule. Le couplage thermique avec le quatrième échangeur de chaleur 4 peut être réalisé par l’intermédiaire d’une boucle de circulation de fluide caloporteur, non représentée sur les différentes figures. Le couplage thermique peut aussi se faire par mise en contact d’une ou plusieurs parois du quatrième échangeur de chaleur 4 avec une ou plusieurs parois de la batterie 41 . [144] Le quatrième échangeur de chaleur 4 peut être formé par la batterie elle- même, c’est-à-dire que la batterie dissipant de la chaleur est directement au contact avec le fluide caloporteur, lorsque celui-ci est un fluide caloporteur diélectrique.
[145] En particulier, les éléments électriques et/ou électroniques de la batterie peuvent être immergés, ou partiellement immergés, dans un fluide caloporteur diélectrique.
[146] Le troisième échangeur de chaleur 3 est disposé dans l’installation de chauffage, ventilation et climatisation du véhicule. Le troisième échangeur de chaleur 3 est un radiateur de chauffage de l’habitacle.
[147] Un groupe moto-ventilateur, non représenté, est disposé à proximité du troisième échangeur de chaleur 3 et peut être activé afin d’augmenter si nécessaire le débit du flux d’air intérieur Fi.
[148] Le cinquième échangeur de chaleur 5 est disposé dans l’installation de chauffage, ventilation et climatisation du véhicule. Le cinquième échangeur de chaleur 5 est disposé en amont du troisième échangeur de chaleur 3 dans l’installation de chauffage, ventilation et climatisation du véhicule. Le cinquième échangeur de chaleur 5 est un radiateur de climatisation de l’habitacle, qui peut également jouer le rôle de déshumidificateur.
[149] Selon l’exemple illustré, le sixième point de connexion 56 est disposé entre la première sortie 2B-1 du deuxième échangeur de chaleur 2 et le deuxième point de connexion 52.
[150] Selon une variante non représentée, le sixième point de connexion 56 est disposé entre le deuxième point de connexion 52 et la première entrée 4-1 du quatrième échangeur de chaleur 4.
[151] Le circuit de fluide caloporteur 20 comporte une quatrième branche de dérivation 20F reliant un septième point de connexion 57 disposé sur la première branche de dérivation 20C à un huitième point de connexion 58 disposé sur la deuxième branche de dérivation 20D, la quatrième branche de dérivation 20F comportant un sixième échangeur de chaleur 6. [152] Le sixième échangeur de chaleur 6 est configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air extérieur Fe à l’habitacle du véhicule. Le sixième échangeur de chaleur 6 est par exemple disposé en face avant du véhicule, derrière la calandre. Un deuxième groupe moto-ventilateur, non représenté, peut être activé afin d’augmenter si nécessaire le débit du flux d’air Fe extérieur.
[153] Le septième point de connexion 57 est disposé sur la première branche de dérivation 20C entre le premier point de connexion 51 et le deuxième point de connexion 52.
[154] Le huitième point de connexion 58 est disposé sur la deuxième branche de dérivation 20D entre le troisième point de connexion 53 et le quatrième point de connexion 54.
[155] Selon l’exemple illustré, le circuit de fluide caloporteur 20 du système de conditionnement thermique 100 comporte une cinquième branche de dérivation 20G, disposée sur la boucle secondaire 20B en parallèle du quatrième échangeur de chaleur 4, reliant un neuvième point de connexion 59 disposé sur la boucle secondaire 20B à un dixième point de connexion 60 disposé sur la boucle secondaire 20B, la cinquième branche de dérivation 20G comportant un septième échangeur de chaleur 7 configuré pour être couplé thermiquement à un deuxième élément 42 de la chaîne de traction électrique du véhicule.
[156] Le neuvième point de connexion 59 est disposé sur la boucle secondaire 20B entre le deuxième point de connexion 52 et la première entrée 4-1 du quatrième échangeur de chaleur 4.
[157] Le dixième point de connexion 60 est disposé sur la boucle secondaire 20B entre la deuxième sortie 4-2 du quatrième échangeur de chaleur 4 et le cinquième point de connexion 55.
[158] Le rôle du septième échangeur de chaleur 7 est de réguler thermiquement le deuxième élément 42 de la chaîne de traction électrique du véhicule.
[159] Le deuxième élément 42 de la chaîne de traction électrique du véhicule peut être par exemple une unité électronique de commande d’un moteur électrique de traction et/ou un moteur électrique de traction du véhicule. [160] Le septième échangeur de chaleur 7 peut être formé par l’unité électronique de commande du moteur électrique elle-même et/ou par le moteur électrique lui- même, c’est-à-dire que l’unité électronique de commande du moteur électrique et/ou le moteur électrique dissipant de la chaleur sont directement au contact avec le fluide caloporteur, lorsque celui-ci est un fluide caloporteur diélectrique.
[161] En particulier, les éléments électriques et/ou électroniques de l’unité électronique de commande du moteur électrique elle-même et/ou du moteur électrique lui-même peuvent être immergés, ou partiellement immergés, dans un fluide caloporteur diélectrique.
[162] La boucle primaire 20A de fluide caloporteur comprend une première pompe 21 configurée pour faire circuler le fluide caloporteur du troisième point de connexion 53 vers la deuxième entrée 1 B-2 du premier échangeur de chaleur 1 .
[163] Selon l’exemple illustré, la première pompe 21 est disposée entre le troisième point de connexion 53 et la deuxième entrée 1 B-2 du premier échangeur de chaleur 1.
[164] Selon une variante non représentée, la première pompe 21 peut être disposée entre la première sortie 1 B-1 du premier échangeur de chaleur 1 et le premier point de connexion 51 .
[165] La boucle secondaire 20B de fluide caloporteur comprend une deuxième pompe 22 configurée pour faire circuler le fluide caloporteur du neuvième point de connexion 59 vers la première entrée 4-1 du quatrième échangeur de chaleur 4.
[166] Selon l’exemple illustré, la deuxième pompe 22 est disposée entre le neuvième point de connexion 59 et la première entrée 4-1 du quatrième échangeur de chaleur 4.
[167] Selon une variante non représentée, la deuxième pompe 22 peut être disposée entre la deuxième sortie 4-2 du quatrième échangeur de chaleur 4 et le dixième point de connexion 60.
[168] La première pompe 21 et la deuxième pompe 22 sont commandées électriquement. [169] Le circuit de fluide caloporteur 20 du système de conditionnement thermique 100 comprend une première vanne trois-voies 26 disposée conjointement sur la première branche de dérivation 20C et sur la quatrième branche de dérivation 20F.
[170] La première vanne trois-voies 26 est configurée pour sélectivement :
- autoriser une circulation de fluide caloporteur dans la première branche de dérivation 20C et interdire une circulation de fluide caloporteur entre la première branche de dérivation 20C et le sixième échangeur de chaleur 6, ou
- autoriser une circulation de fluide caloporteur entre la première branche de dérivation 20C et le sixième échangeur de chaleur 6 et interdire une circulation de fluide caloporteur entre la première branche de dérivation 20C et la boucle primaire de fluide caloporteur 20A, ou
- autoriser une circulation de fluide caloporteur entre la boucle primaire 20A et le sixième échangeur de chaleur 6 et interdire une circulation de fluide caloporteur entre la boucle secondaire 20B et la première branche de dérivation 20C.
[171] La première vanne trois-voies 26 permet de sélectivement mettre en communication le sixième échangeur de chaleur 6 soit avec la boucle primaire 20A de circulation de fluide caloporteur, soit avec la boucle secondaire 20B.
[172] Le septième point de connexion 57 du circuit de fluide caloporteur 20 fait partie de la première vanne trois-voies 26. Deux des trois entrées/sorties de la première vanne trois-voies 26 font partie de la première branche de dérivation 20C et la dernière entrée/sortie fait partie de la quatrième branche de dérivation 20F.
[173] Le circuit de fluide caloporteur 20 comprend une deuxième vanne trois-voies 27 disposée conjointement sur la deuxième branche de dérivation 20D et sur la quatrième branche de dérivation 20F.
[174] La deuxième vanne trois-voies 27 est configurée pour sélectivement :
- autoriser une circulation de fluide caloporteur dans la deuxième branche de dérivation 20D et interdire une circulation de fluide caloporteur entre la deuxième branche de dérivation 20D et le sixième échangeur de chaleur 6, ou
- autoriser une circulation de fluide caloporteur entre la deuxième branche de dérivation 20D et le sixième échangeur de chaleur 6 et interdire une circulation de fluide caloporteur entre la deuxième branche de dérivation 20D et la boucle primaire de fluide caloporteur 20A, ou
- autoriser une circulation de fluide caloporteur entre la boucle primaire 20A et le sixième échangeur de chaleur 6 et interdire une circulation de fluide caloporteur entre la boucle secondaire 20B et la deuxième branche de dérivation 20D.
[175] La deuxième vanne trois-voies 27 permet de sélectivement mettre en communication le sixième échangeur de chaleur 6 soit avec la boucle primaire 20A, soit avec la boucle secondaire 20B.
[176] Le huitième point de connexion 58 du circuit de fluide caloporteur 20 fait partie de la deuxième vanne trois-voies 27. Deux des trois entrées/sorties de la deuxième vanne trois-voies 27 font partie de la deuxième branche de dérivation 20D et la dernière entrée/sortie fait partie de la quatrième branche de dérivation 20F.
[177] La troisième branche de dérivation 20E comprend une vanne d’arrêt 25 disposée entre le cinquième point de connexion 55 et le sixième point de connexion 56.
[178] La vanne d’arrêt 25 est une vanne deux voies.
[179] La vanne d’arrêt 25 est commandée électriquement.
[180] Lorsque la vanne d’arrêt 25 est en position fermée, la portion de circuit s’étendant entre le cinquième point de connexion 55 et le sixième point de connexion 56, comprenant le cinquième échangeur de chaleur 5, est isolée du reste du circuit.
[181] Selon l’exemple illustré, la vanne d’arrêt 25 est disposée entre le sixième point de connexion 56 et le cinquième échangeur de chaleur 5.
[182] Selon une variante non représentée, la vanne d’arrêt 25 peut être disposée entre le cinquième échangeur de chaleur 5 et le cinquième point de connexion 55.
[183] La boucle secondaire 20B comprend une troisième pompe 23 configurée pour faire circuler le fluide caloporteur du quatrième point de connexion 54 vers la deuxième entrée 2B-2 du deuxième échangeur de chaleur 2.
[184] La troisième pompe 23 est commandée électriquement. [185] Selon l’exemple illustré, la troisième pompe 23 est disposée entre le quatrième point de connexion 54 et la deuxième entrée 2B-2 du deuxième échangeur de chaleur 2.
[186] Selon une variante non représentée, la troisième pompe 23 peut être disposée entre la première sortie 2B-1 du deuxième échangeur de chaleur 2 et le sixième point de connexion 56.
[187] On a représenté sur la figure 2 un système de conditionnement thermique 100 selon une première variante de réalisation. Dans cette première variante de réalisation, au moins la boucle primaire 20A et/ou la boucle secondaire 20B comprend au moins un dispositif filtrant 71 , notamment en sortie de l’au moins une des pompes 21 , 22 et/ou de l’au moins un des échangeurs de chaleur 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7.
[188] Les dispositif filtrants 71 positionnés sur l’au moins une des boucles primaire 20A et/ou secondaire 20B permettent de capter les débris, notamment les débris métalliques, en particulier en provenance des pompes 21 , 22, 23 et/ou des échangeurs de chaleur 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, débris qui sont susceptibles de se détacher en fonctionnement.
[189] En particulier, dans le cas de l’utilisation d’un fluide caloporteur de type fluide caloporteur diélectrique, et plus particulièrement dans le cas où le quatrième échangeur de chaleur 4 et le septième échangeur de chaleur 7 sont respectivement formés par la batterie et l’unité électronique de commande du moteur électrique elle- même et/ou par le moteur électrique, les dispositifs filtrants 71 permettent de protéger les premier et/ou deuxième éléments 41 , 42 de la chaîne de traction électrique du véhicule.
[190] De préférence, les dispositifs filtrants 71 sont positionnés en aval des premier, deuxième, troisième, cinquième et/ou sixième échangeurs de chaleur 1 , 2, 3, 5, 6 et/ou des pompes 21 , 22, 23, et/ou en amont des quatrième et/ou septième échangeurs de chaleur 4, 7, l’amont et l’aval étant définis par rapport au sens de circulation du fluide caloporteur.
[191] En particulier, dans le cas où le quatrième échangeur de chaleur 4 et le septième échangeur de chaleur 7 sont respectivement formés par la batterie et l’unité électronique de commande du moteur électrique elle-même et/ou par le moteur électrique lui-même, les dispositifs filtrants 71 sont alors préférentiellement disposés dans la batterie et dans l’unité électronique de commande du moteur électrique elle-même et/ou dans le moteur électrique lui-même, préférentiellement en entrée.
[192] On a représenté sur la figure 3 un système de conditionnement thermique 100 selon une deuxième variante de réalisation. Dans cette deuxième variante de réalisation, le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur 20 est un fluide caloporteur diélectrique et au moins une des pompes 21 , 22, 23 et/ou au moins une des vannes trois voies 26, 27 et/ou la vanne d’arrêt 25 et/ou le détendeur 31 comprend un circuit de dérivation 72 reliant le circuit de fluide caloporteur 20 à la partie électronique de puissance et de contrôle de ladite au moins une pompe 21 , 22, 23 et/ou vanne trois voies 26, 27 et/ou vanne d’arrêt 25 et/ou détendeur 31 .
[193] Le circuit de dérivation 72 est un piquage connectant fluidiquement le circuit de fluide caloporteur 20 à la partie électronique de puissance et de contrôle d’au moins un composant du système de conditionnement thermique 100 parmi les pompes 21 , 22, 23, les vannes trois voies 26, 27, la vanne d’arrêt 25 et le détendeur 31 . Ledit piquage est réalisé au plus près dudit composant.
[194] Le circuit de dérivation 72 permet d’assurer le refroidissement de la partie électronique de puissance et de contrôle de la au moins une pompe 21 , 22, 23 et/ou vanne trois voies 26, 27 et/ou vanne d’arrêt 25 et/ou détendeur 31 .
[195] Le refroidissement de la partie électronique de puissance et de contrôle de la au moins une pompe 21 , 22, 23 et/ou vanne trois voies 26, 27 et/ou vanne d’arrêt 25 et/ou détendeur 31 est réalisé par circulation du fluide caloporteur diélectrique dans le compartiment de la partie électronique de puissance et de contrôle.
[196] On a représenté sur la figure 4 un système de conditionnement thermique 100 selon une troisième variante de réalisation. Dans cette troisième variante de réalisation, le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur 20 est un fluide caloporteur diélectrique et au moins un des échangeurs de chaleur 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 comprend un dispositif dessiccant 73. [197] Le dispositif dessiccant 73 est préférentiellement disposé dans le collecteur d’au moins un des échangeurs de chaleur 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7.
[198] Les dispositifs dessiccants 73 permettent de capter l’humidité et ainsi d’éviter la formation de moisissure.
[199] Les dispositifs dessiccants 73 peuvent notamment se présenter sous la forme de réceptacles contenant du gel de silice, notamment sous forme de cristaux, du charbon actif, du sulfate de calcium, du chlorure de calcium, ou des tamis moléculaires, notamment des zéolites.
[200] En particulier, dans le cas où le quatrième échangeur de chaleur 4 et le septième échangeur de chaleur 7 sont respectivement formés par la batterie et l’unité électronique de commande du moteur électrique elle-même et/ou par le moteur électrique lui-même, les dispositifs dessiccants 73 permettent de débarrasser le fluide caloporteur diélectrique de toute trace d’humidité, et ainsi éviter de détériorer ses propriétés diélectriques. Lesdits dispositifs dessiccants 73 sont alors préférentiellement disposés dans la batterie et dans l’unité électronique de commande du moteur électrique elle-même et/ou dans le moteur électrique.
[201] On a représenté sur la figure 5 un système de conditionnement thermique 100 selon une quatrième variante de réalisation. Dans cette quatrième variante de réalisation, le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur 20 est un fluide caloporteur diélectrique et la boucle secondaire 20B et/ou la cinquième branche de dérivation 20G du circuit de fluide caloporteur 20 comprend au moins un capteur 74 configuré pour mesurer au moins un paramètre lié au fluide caloporteur diélectrique, tel que la résistivité électrique et/ou la teneur en eau.
[202] Le au moins un capteur 74 permet de contrôler en continu les propriétés électriques et la teneur en eau du fluide caloporteur diélectrique.
[203] En particulier, le positionnement d’au moins un capteur 74 sur au moins la boucle secondaire 20B et/ou la cinquième branche de dérivation 20G du circuit de fluide caloporteur 20, plus particulièrement en amont du quatrième échangeur de chaleur 4 et/ou du septième échangeur de chaleur 7 permet de protéger les premier et/ou deuxième éléments 41 , 42 de la chaîne de traction électrique du véhicule. [204] Notamment, dans le cas où le quatrième échangeur de chaleur 4 et le septième échangeur de chaleur 7 sont respectivement formés par la batterie et/ou l’unité électronique de commande du moteur électrique elle-même et/ou par le moteur électrique, les capteurs 74, positionnés en amont des quatrième et septième échangeurs de chaleur 4, 7, permettent de s’assurer que la résistivité électrique et la teneur en eau, notamment, ne dépassent pas certaines valeurs, et ainsi assurer la sécurité des premier et/ou deuxième éléments 41 , 42 de la chaîne de traction électrique du véhicule. L’amont est défini par rapport au sens de circulation du fluide caloporteur diélectrique.
[205] En particulier, en cas de valeur de résistivité électrique et/ou de teneur en eau supérieure à une valeur critique, la circulation de fluide caloporteur diélectrique pourra par exemple être interrompue par la mise à l’arrêt des pompes 21 , 22, 23.
[206] On a représenté sur la figure 6 un système de conditionnement thermique 100 selon une cinquième variante de réalisation. Dans cette cinquième variante de réalisation, le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur 20 est un fluide caloporteur diélectrique et le circuit de fluide caloporteur 20 comprend au moins un dispositif de décharge électrostatique 75 configuré pour décharger le fluide caloporteur diélectrique de sa charge électrostatique.
[207] L’ au moins un dispositif de décharge électrostatique 75 permet de décharger le fluide caloporteur de la charge électrostatique accumulée par celui-ci, par exemple par frottement avec les canaux en plastique.
[208] Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de décharge électrostatique 75 est formé par un contact métallique entre une partie métallique d’au moins un des échangeurs de chaleur 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 et la structure du véhicule.
[209] Notamment, dans le cas où le quatrième échangeur de chaleur 4 et le septième échangeur de chaleur 7 sont respectivement formés par la batterie et/ou l’unité électronique de commande du moteur électrique elle-même et/ou par le moteur électrique, les dispositifs de décharge électrostatique 75 permettent de protéger les premier et/ou deuxième éléments 41 , 42 de la chaîne de traction électrique du véhicule. [210] On a représenté sur la figure 7 un système de conditionnement thermique 100 selon une sixième variante de réalisation. Dans cette sixième variante de réalisation, le système de conditionnement thermique 100 comporte un circuit de fluide diélectrique 30 comportant une boucle additionnelle 30A de circulation de fluide diélectrique, la boucle additionnelle 30A comprenant successivement selon un sens de circulation de fluide diélectrique :
- un huitième échangeur de chaleur 8 configuré pour être couplé thermiquement à un troisième élément 43 d’une chaîne de traction électrique du véhicule,
- une quatrième pompe 24,
- le septième échangeur de chaleur 7, agencé conjointement sur la boucle secondaire 20B de fluide caloporteur et sur la boucle additionnelle 30A de fluide diélectrique de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide diélectrique.
[211] Le rôle du huitième échangeur de chaleur 8 est de réguler thermiquement le troisième élément 43 de la chaîne de traction électrique du véhicule.
[212] Le troisième élément 43 de la chaîne de traction électrique du véhicule peut être par exemple un moteur électrique de traction du véhicule.
[213] Le huitième échangeur de chaleur 8 peut être formé par le moteur électrique lui-même, c’est-à-dire que le moteur électrique dissipant de la chaleur est directement au contact avec le fluide diélectrique.
[214] En particulier, les éléments électriques et/ou électroniques du moteur électrique lui-même peuvent être immergés, ou partiellement immergés, dans le fluide diélectrique.
[215] Le fluide diélectrique est un fluide dont la viscosité et/ou la densité est élevée, notamment plus élevée que la viscosité et/ou la densité du fluide caloporteur.
[216] Le fluide diélectrique est notamment un fluide adapté à la lubrification du moteur.
[217] Le fluide diélectrique est notamment de type huile ou fluide diélectrique.
[218] Selon une variante non représentée, la boucle additionnelle 30A du circuit de fluide diélectrique 30 comprend au moins un dispositif filtrant 71 , notamment en sortie de la quatrième pompe 24 et/ou en entrée du huitième échangeur de chaleur 8.
[219] Dans le cas où le huitième échangeur de chaleur 8 est formé par le moteur électrique lui-même, le dispositif filtrant 71 est préférentiellement disposé dans le moteur électrique, préférentiellement en entrée.
[220] Selon une variante non représentée, au moins la quatrième pompe 24 comprend un circuit de dérivation 72 reliant le circuit de fluide diélectrique 30 à la partie électronique de puissance et de contrôle de ladite au moins quatrième pompe 24.
[221] Selon une variante non représentée, au moins le huitième échangeur de chaleur 8 comprend un dispositif dessiccant 73.
[222] Le dispositif dessiccant 73 est préférentiellement disposé dans le collecteur du huitième échangeur de chaleur 8.
[223] Dans le cas où le huitième échangeur de chaleur 8 est formé par le moteur électrique lui-même, le dispositif dessiccant 73 est préférentiellement disposé dans le moteur électrique.
[224] Selon une variante non représentée, la boucle additionnelle 30A du circuit de fluide diélectrique 30 comprend au moins un capteur 74 configuré pour mesurer au moins un paramètre lié au fluide diélectrique, tel que la résistivité électrique et/ou la teneur en eau.
[225] En particulier, le positionnement d’au moins un capteur 74 sur la boucle additionnelle 30A du circuit de fluide diélectrique 30, plus particulièrement en amont du huitième échangeur de chaleur 8, permet de protéger le troisième élément 43 de la chaîne de traction électrique du véhicule.
[226] Selon une variante non représentée, le circuit de fluide diélectrique 30 comprend au moins un dispositif de décharge électrostatique 75 configuré pour décharger le fluide diélectrique de sa charge électrostatique.
[227] En particulier, selon une variante non représentée, le dispositif de décharge électrostatique 75 est formé par un contact métallique entre une partie métallique du huitième échangeur de chaleur 8 et la structure du véhicule. [228] Selon un mode de réalisation, au moins un des échangeurs de chaleur 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 est susceptible d’être obtenu par un procédé de brasage sous vide.
[229] Le procédé de brasage sous vide des échangeurs de chaleur 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 permet de protéger le fluide caloporteur de la pollution par flux de brasage, notamment dans le cas de l’utilisation d’un fluide caloporteur de type fluide caloporteur diélectrique.
[230] De nombreux modes de fonctionnement du système de conditionnement thermique sont possibles. Les figures 8 à 10 illustrent différents procédés de fonctionnement d’un système de conditionnement tel que décrit précédemment. Sur ces figures, les portions de chacun des circuits 10, 20 parcourus par le fluide correspondant à ce circuit sont représentées en traits continus épais, et les portions de circuit qui ne sont pas parcourues par un fluide sont représentées en traits fins pointillés. Sur ces figures, les flèches blanches schématisent le sens de circulation du fluide réfrigérant, et les flèches noires schématisent le sens de circulation du fluide caloporteur.
[231] La figure 8 schématise un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique 100 tel que déjà décrit, dans un mode dit de refroidissement de la chaîne de traction et de l’habitacle, dans lequel :
- un débit Qr de fluide réfrigérant circule dans le compresseur 15 où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur de chaleur 1 où il cède de la chaleur au fluide caloporteur, dans le détendeur 31 où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur de chaleur 2 où il reçoit de la chaleur du fluide caloporteur, et retourne au compresseur 15,
- un premier débit Qc1 de fluide caloporteur circule successivement dans la boucle primaire 20A, dans la première pompe 21 , dans le premier échangeur de chaleur 1 où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, dans la boucle primaire 20A, dans la première branche de dérivation 20C, dans la quatrième branche de dérivation 20F, dans le sixième échangeur de chaleur 6 où il cède de la chaleur au flux d’air extérieur Fe, dans la deuxième branche de dérivation 20D, et regagne la première pompe 21 ,
- un deuxième débit Qc2 de fluide caloporteur circule dans la boucle secondaire 20B, dans la troisième pompe 23, dans le deuxième échangeur de chaleur 2 où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, circule dans la boucle secondaire 20B, et se divise au niveau du sixième point de connexion 56 en :
-- un troisième débit Qc3 de fluide caloporteur circulant dans la troisième branche de dérivation 20E dans le cinquième échangeur de chaleur 5 où il reçoit de la chaleur du flux d’air intérieur Fi, et rejoignant le cinquième point de connexion 55, -- un quatrième débit Qc4 de fluide caloporteur circulant dans la boucle secondaire 20B entre le sixième point de connexion 56 et le neuvième point de connexion 59 et se divisant au niveau du neuvième point de connexion 59 en :
— un cinquième débit Qc5 de fluide caloporteur circulant dans la boucle secondaire 20B successivement dans la deuxième pompe 22, dans le quatrième échangeur de chaleur 4, et
— un sixième débit Qc6 de fluide caloporteur circulant dans la cinquième branche de dérivation 20G dans le septième échangeur de chaleur 7,
— le cinquième débit Qc5 de fluide caloporteur et le sixième débit Qc6 de fluide caloporteur se rejoignant au niveau du dixième point de connexion 60,
-- le quatrième débit Qc4 de fluide caloporteur ainsi formé circulant entre le dixième point de connexion 60 et le cinquième point de connexion 55,
-- le quatrième débit Qc4 de fluide caloporteur rejoignant le troisième débit Qc3 de fluide caloporteur au niveau du cinquième point de connexion 55,
— et le deuxième débit Qc2 de fluide caloporteur ainsi formé regagne la troisième pompe 23.
[232] Dans ce mode de fonctionnement, le flux d’air intérieur Fi est refroidi au niveau du cinquième échangeur de chaleur 5. La chaleur dissipée par les éléments de la chaîne de traction électrique, au niveau du quatrième échangeur 4 et du septième échangeur 7, est transférée au fluide réfrigérant au niveau du deuxième échangeur 2. Les éléments de la chaîne de traction sont ainsi refroidis.
[233] La chaleur reçue par le fluide caloporteur au niveau du premier échangeur de chaleur 1 est dissipée dans le flux d’air extérieur Fe au niveau du sixième échangeur de chaleur 6.
[234] Le fluide caloporteur ne circule pas dans le troisième échangeur de chaleur 3, qui ne chauffe donc pas le flux d’air intérieur Fi. La vanne d’arrêt 25 étant ouverte, le cinquième échangeur de chaleur 5 refroidit le flux d’air intérieur Fi. [235] La figure 9 illustre un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique 100 tel que décrit précédemment, dans un mode dit de chauffage de l’habitacle, dans lequel :
- un débit Qr de fluide réfrigérant circule dans le compresseur 15 où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur de chaleur 1 où il cède de la chaleur au fluide caloporteur, dans le détendeur 31 où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur de chaleur 2 où il reçoit de la chaleur du fluide caloporteur, et retourne au compresseur 15,
- un premier débit Qc1 de fluide caloporteur circule successivement dans la première pompe 21 , dans le premier échangeur de chaleur 1 où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, dans le troisième échangeur de chaleur 3 où il cède de la chaleur au flux d’air intérieur Fi, et retourne à la première pompe 21 ,
- un deuxième débit Qc2 de fluide caloporteur circule dans la boucle secondaire 20B, dans la troisième pompe 23, dans le deuxième échangeur de chaleur 2 où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise au niveau du deuxième point de connexion 52 en :
-- un troisième débit Qc3 de fluide caloporteur circulant dans la boucle secondaire 20B, et se divisant au niveau du neuvième point de connexion 59 en :
— un quatrième débit Qc4 de fluide caloporteur circulant dans la boucle secondaire 20B successivement dans la deuxième pompe 22, dans le quatrième échangeur de chaleur 4, et
— un cinquième débit Qc5 de fluide caloporteur circulant dans la cinquième branche de dérivation 20G dans le septième échangeur de chaleur 7,
— le quatrième débit Qc4 de fluide caloporteur et le cinquième débit Qc5 de fluide caloporteur se rejoignant au niveau du dixième point de connexion 60,
-- le troisième débit Qc3 de fluide caloporteur ainsi formé rejoignant le quatrième point de connexion 54,
-- un sixième débit Qc6 de fluide caloporteur circulant successivement dans la première branche de dérivation 20C, dans la quatrième branche de dérivation 20F, dans le sixième échangeur de chaleur 6 où il reçoit de la chaleur du flux d’air extérieur Fe, dans la deuxième branche de dérivation 20D, et rejoignant le quatrième point de connexion 54,
-- le troisième débit Qc3 de fluide caloporteur et le sixième débit Qc6 de fluide caloporteur se rejoignant au quatrième point de connexion 54,
- et le deuxième débit Qc2 de fluide caloporteur ainsi formé regagne la troisième pompe 23.
[236] Le flux d’air intérieur Fi est réchauffé au niveau du troisième échangeur de chaleur 3.
[237] La chaleur dissipée dans les éléments de la chaîne de traction électrique est transférée au fluide caloporteur au niveau du quatrième échangeur de chaleur 4 et du septième échangeur de chaleur 7. Cette chaleur est transférée au fluide réfrigérant au niveau du deuxième échangeur de chaleur 2.
[238] De plus, le fluide caloporteur peut recevoir de la chaleur du flux d’air extérieur Fe au niveau du sixième échangeur de chaleur 6. Le chauffage de l’habitacle est ainsi réalisé en récupérant de l’énergie à la fois de la chaîne de traction, et du flux d’air extérieur Fe, c’est-à-dire en réalisant une double récupération d’énergie.
[239] La boucle primaire 20A et la boucle secondaire 20B de fluide caloporteur ne sont pas reliées. La première vanne trois voies 26 bloque la circulation de fluide caloporteur entre le premier point de connexion 51 et le septième point de connexion 57. La deuxième vanne trois voies 27 bloque la circulation de fluide caloporteur entre le huitième point de connexion 58 et le troisième point de connexion 53. La vanne d’arrêt 25 est en position fermée, le cinquième échangeur de chaleur 5 est inactif.
[240] La figure 10 schématise un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique 100 tel que décrit précédemment, dans un mode dit de chauffage et déshumidification de l’habitacle, dans lequel :
- un débit Qr de fluide réfrigérant circule dans le compresseur 15 où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur de chaleur 1 où il cède de la chaleur au fluide caloporteur, dans le détendeur 31 où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur de chaleur 2 où il reçoit de la chaleur du fluide caloporteur, et retourne au compresseur 15,
- un premier débit Qc1 de fluide caloporteur circule successivement dans la première pompe 21 , dans le premier échangeur de chaleur 1 où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, dans le troisième échangeur de chaleur 3 où il cède de la chaleur au flux d’air intérieur Fi, et retourne à la première pompe 21 ,
— un deuxième débit Qc2 de fluide caloporteur circule dans la boucle secondaire 20B, dans la troisième pompe 23, dans le deuxième échangeur de chaleur 2 où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise au niveau du sixième point de connexion 56 en :
-- un troisième débit Qc3 de fluide caloporteur qui circule dans la troisième branche de dérivation 20E dans le cinquième échangeur de chaleur 5 où il reçoit de la chaleur du flux d’air intérieur Fi, et rejoint le cinquième point de connexion 55,
-- un quatrième débit Qc4 de fluide caloporteur qui circule dans la boucle secondaire 20B, et se divise au niveau du deuxième point de connexion 52 en :
— un cinquième débit Qc5 de fluide caloporteur qui circule dans la boucle secondaire 20B entre le deuxième point de connexion 52 et le neuvième point de connexion 59 et se divise en :
— - un sixième débit Qc6 de fluide caloporteur circulant dans la boucle secondaire 20B successivement dans la deuxième pompe 22, dans le quatrième échangeur de chaleur 4, et
— - un septième débit Qc7 de fluide caloporteur circulant dans la cinquième branche de dérivation 20G dans le septième échangeur de chaleur 7,
— - le sixième débit Qc6 de fluide caloporteur et le septième débit Qc7 de fluide caloporteur se rejoignant au niveau du dixième point de connexion 60,
— le cinquième débit Qc5 de fluide caloporteur ainsi formé rejoignant le cinquième point de connexion 55,
— le cinquième débit Qc5 de fluide caloporteur rejoignant le troisième débit Qc3 de fluide caloporteur au niveau du cinquième point de connexion 55,
-- le huitième débit Qc8 ainsi formé rejoignant le quatrième point de connexion 54, -- un neuvième débit Qc9 de fluide caloporteur circulant successivement dans la première branche de dérivation 20C, dans la quatrième branche de dérivation 20F, dans le sixième échangeur de chaleur 6 où il reçoit de la chaleur du flux d’air extérieur Fe, dans la deuxième branche de dérivation 20D, et rejoignant le quatrième point de connexion 54,
-- le huitième débit Qc8 de fluide caloporteur et le neuvième débit Qc9 de fluide caloporteur se rejoignant au quatrième point de connexion 54, - et le deuxième débit Qc2 de fluide caloporteur ainsi formé regagne la troisième pompe 23.
[241] La vanne d’arrêt 25 est en position ouverte, permettant la circulation de fluide caloporteur dans le cinquième échangeur de chaleur 5. Le flux d’air intérieur Fi est refroidi au niveau du cinquième échangeur de chaleur 5 et est réchauffé au niveau du troisième échangeur de chaleur 3. Le flux d’air intérieur Fi est ainsi déshumidifié. La quantité de chaleur fournie par le troisième échangeur de chaleur 3 est supérieure à la quantité de chaleur absorbée par le cinquième échangeur de chaleur 5, le flux d’air est ainsi chauffé.
[242] La chaleur dissipée dans les éléments de la chaîne de traction électrique est transférée au fluide caloporteur au niveau du quatrième échangeur de chaleur 4 et du septième échangeur de chaleur 7. Cette chaleur est transférée au fluide réfrigérant au niveau du deuxième échangeur de chaleur 2.
[243] De plus, le fluide caloporteur peut recevoir de la chaleur du flux d’air extérieur Fe au niveau du sixième échangeur de chaleur 6. Le chauffage de l’habitacle est ainsi réalisé en récupérant de l’énergie à la fois de la chaîne de traction, et du flux d’air extérieur Fe, c’est-à-dire en réalisant une double récupération d’énergie.
[244] La boucle primaire 20A et la boucle secondaire 20B de fluide caloporteur ne sont pas reliées. La première vanne trois voies 26 bloque la circulation de fluide caloporteur entre le premier point de connexion 51 et le septième point de connexion 57. La deuxième vanne trois voies 27 bloque la circulation de fluide caloporteur entre le huitième point de connexion 58 et le troisième point de connexion 53. La vanne d’arrêt 25 est en position ouverte. Dans ce mode de fonctionnement, tous les échangeurs de chaleur sont actifs et participent aux échanges de chaleur.
[245] On a représenté sur la figure 1 1 un système de conditionnement thermique 100 selon une septième variante de réalisation. Dans cette septième variante de réalisation, le circuit de fluide caloporteur 20 comporte une cinquième pompe de circulation 125 disposée sur la cinquième branche de dérivation 20G. [246] La cinquième pompe 125 est configurée pour faire circuler le fluide caloporteur du neuvième point de connexion 59 vers le septième échangeur de chaleur 7.
[247] Selon l’exemple illustré, la cinquième pompe 125 est disposée entre le neuvième point de connexion 59 et le septième échangeur de chaleur 7.
[248] Selon une variante non représentée, la cinquième pompe 125 est disposée entre le septième échangeur de chaleur 7 et le dixième point de connexion 60.
[249] Selon l’exemple illustré, le circuit de fluide caloporteur 20 comporte une troisième vanne trois-voies 28 disposée conjointement sur la boucle secondaire 20B et sur la cinquième branche de dérivation 20G.
[250] La troisième vanne trois-voies 28 est configurée pour sélectivement :
- interdire une circulation de fluide caloporteur dans la portion de la boucle secondaire 20B comportant le quatrième échangeur de chaleur 4 et autoriser une circulation de fluide caloporteur entre le reste de la boucle secondaire 20B et la cinquième branche de dérivation 20G, ou
- autoriser une circulation de fluide caloporteur entre la portion de la boucle secondaire 20B comportant le quatrième échangeur de chaleur 4 et la cinquième branche de dérivation 50G et interdire une circulation de fluide caloporteur dans le reste de la boucle secondaire 20B, ou
- autoriser une circulation de fluide caloporteur entre la boucle secondaire 20B et la cinquième branche de dérivation 20G.
[251] Selon l’exemple illustré, le neuvième point de connexion 59 du circuit de fluide caloporteur 20 fait partie de la troisième vanne trois-voies 28. Deux des trois entrées/sorties de la troisième vanne trois-voies 28 font partie de la boucle secondaire 20B et la dernière entrée/sortie fait partie de la cinquième branche de dérivation 20G.
[252] Selon l’exemple illustré, le circuit de fluide caloporteur 20 comporte une quatrième vanne trois-voies 29 disposée conjointement sur la boucle secondaire 20B et sur la première branche de dérivation 20C.
[253] La quatrième vanne trois-voies 29 est configurée pour sélectivement :
- interdire une circulation de fluide caloporteur dans la portion de la boucle secondaire 20B comportant le deuxième échangeur de chaleur 2 et autoriser une circulation de fluide caloporteur entre le reste de la boucle secondaire 20B et la première branche de dérivation 20C, ou
- autoriser une circulation de fluide caloporteur entre la boucle secondaire 20B et la première branche de dérivation 20C.
[254] Selon l’exemple illustré, le deuxième point de connexion 52 du circuit de fluide caloporteur 20 fait partie de la quatrième vanne trois-voies 29. Deux des trois entrées/sorties de la quatrième vanne trois-voies 29 font partie de la boucle secondaire 20B et la dernière entrée/sortie fait partie de la première branche de dérivation 20C.
[255] La figure 12 schématise un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique 100 tel que décrit précédemment, comprenant la cinquième pompe 125, dans un mode dit de refroidissement de l’unité électronique de commande du moteur électrique et/ou du moteur électrique par le sixième échangeur de chaleur, dans lequel :
- un débit Qc de fluide caloporteur circule successivement dans la cinquième pompe 125, dans la cinquième branche de dérivation 20G, dans le septième échangeur de chaleur 7, dans la cinquième branche de dérivation 20G, dans la boucle secondaire 20B, dans la deuxième branche de dérivation 20D, dans la quatrième branche de dérivation 20F, dans le sixième échangeur de chaleur 6 où il cède de la chaleur au flux d’air extérieur Fe, dans la quatrième branche de dérivation 20F, dans la première branche de dérivation 20C, dans la boucle secondaire 20B, dans la cinquième branche de dérivation 20G et regagne la cinquième pompe 125.
[256] La chaleur dissipée dans le deuxième élément de la chaîne de traction 42 est transférée au fluide caloporteur au niveau du septième échangeur de chaleur 7. Cette chaleur est transférée au flux d’air extérieur Fe au niveau du sixième échangeur de chaleur 6.
[257] La boucle primaire 20A et la boucle secondaire 20B de fluide caloporteur ne sont pas reliées. Les première et deuxième vannes trois voies 26 et 27 bloquent la circulation de fluide caloporteur entre le septième point de connexion 57 et le huitième point de connexion 58. La troisième vanne trois-voies 28 bloque la circulation de fluide caloporteur entre le neuvième point de connexion 59 et le dixième point de connexion 60. La quatrième vanne trois-voies 29 bloque la circulation de fluide caloporteur entre le deuxième point de connexion 52 et le quatrième point de connexion 54. La vanne d’arrêt 25 est en position fermée. Le dispositif de compression 15 est à l’arrêt, le circuit de fluide réfrigérant 10 est donc inactif. Les premier, deuxième, troisième, quatrième et cinquième échangeurs de chaleur 1 , 2, 3, 4 et 5 sont donc inactifs.
[258] La figure 13 schématise un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique 100 tel que décrit précédemment, comprenant la cinquième pompe 125, dans un mode dit de réchauffement de la batterie par l’unité électronique de commande du moteur électrique et/ou du moteur électrique, dans lequel :
- un débit de fluide caloporteur Qc circule successivement dans la cinquième pompe 125, dans la cinquième branche de dérivation 20G, dans le septième échangeur de chaleur 7, dans la cinquième branche de dérivation 20G, dans la boucle secondaire 20B, dans le quatrième échangeur de chaleur 4 où il cède de la chaleur au premier élément 41 de la chaîne de traction électrique du véhicule, dans la boucle secondaire 20B, dans la cinquième branche de dérivation 20G et regagne la cinquième pompe 125. La chaleur dissipée dans le deuxième élément de la chaîne de traction 42 est transférée au fluide caloporteur au niveau du septième échangeur de chaleur 7. Cette chaleur est transférée au flux d’air extérieur Fe au niveau du sixième échangeur de chaleur 6.
[259] La chaleur dissipée dans le deuxième élément de la chaîne de traction 42 est transférée au fluide caloporteur au niveau du septième échangeur de chaleur 7. Cette chaleur est transférée au premier élément de la chaîne de traction 41 au niveau du quatrième échangeur de chaleur 4.
[260] La troisième vanne trois-voies 28 bloque la circulation de fluide caloporteur entre le neuvième point de connexion 59 et le deuxième point de connexion 52, isolant la portion de la boucle secondaire 20B comprenant le quatrième échangeur de chaleur 4 et la cinquième branche de dérivation 20G comprenant le septième échangeur de chaleur 7 du reste du circuit de fluide caloporteur 20. La deuxième pompe 22 est laissée libre de façon à ne pas bloquer la circulation de fluide caloporteur. Le dispositif de compression 15 est à l’arrêt, le circuit de fluide réfrigérant 10 est donc inactif. Seuls les quatrième et septième échangeurs 4 et 7 sont actifs.
[261] De nombreux autres modes de fonctionnement, non illustrés, sont également possibles.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Système de conditionnement thermique (100) pour véhicule automobile, comportant :
- un circuit de fluide caloporteur (20), notamment de fluide caloporteur diélectrique, comportant :
-- une boucle primaire (20A) de circulation de fluide caloporteur,
-- une boucle secondaire (20B) de circulation de fluide caloporteur,
- un circuit de fluide réfrigérant (10) comportant une boucle principale (10A) de circulation de fluide réfrigérant, la boucle principale (10A) comprenant successivement selon un sens de circulation du fluide réfrigérant :
-- un dispositif de compression (15),
-- un premier échangeur de chaleur (1 ), agencé conjointement sur la boucle principale (10A) de fluide réfrigérant et sur la boucle primaire (20A) de fluide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, -- un détendeur (31 ),
-- un deuxième échangeur de chaleur (2), agencé conjointement sur la boucle principale (10A) de fluide réfrigérant et sur la boucle secondaire (20B) de fluide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, dans lequel :
- la boucle primaire (20A) de fluide caloporteur comprend un troisième échangeur de chaleur (3) configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur (Fi) à un habitacle du véhicule, et
- la boucle secondaire (20B) de fluide caloporteur comprend un quatrième échangeur de chaleur (4) configuré pour être couplé thermiquement à un premier élément (41 ) d’une chaîne de traction électrique du véhicule, dans lequel le circuit de fluide caloporteur (20) comprend :
- une première branche de dérivation (20C) reliant un premier point de connexion (51 ) disposé sur la boucle primaire (20A) entre une première sortie (1 B-1) du premier échangeur de chaleur (1 ) et une première entrée (3-1 ) du troisième échangeur de chaleur (3) à un deuxième point de connexion (52) disposé sur la boucle secondaire (20B) entre une première sortie (2B-1 ) du deuxième échangeur de chaleur (2) et une première entrée (4-1 ) du quatrième échangeur de chaleur (4),
- une deuxième branche de dérivation (20D) reliant un troisième point de connexion (53) disposé sur la boucle primaire (20A) entre une deuxième entrée (1 B-2) du premier échangeur de chaleur (1 ) et une deuxième sortie (3-2) du troisième échangeur de chaleur (3) à un quatrième point de connexion (54) disposé sur la boucle secondaire (20B) entre une deuxième entrée (2B-2) du deuxième échangeur de chaleur (2) et une deuxième sortie (4-2) du quatrième échangeur de chaleur (4), et dans lequel :
- le circuit de fluide caloporteur (20) comporte une troisième branche de dérivation (20E) reliant un cinquième point de connexion (55) disposé sur la boucle secondaire (20B) entre la deuxième sortie (4-2) du quatrième échangeur de chaleur (4) et le quatrième point de connexion (54) à un sixième point de connexion (56) disposé sur la boucle secondaire (20B) entre la première sortie (2B-1 ) du deuxième échangeur de chaleur (2) et la première entrée (4-1 ) du quatrième échangeur de chaleur (4), la troisième branche de dérivation (20E) comportant un cinquième échangeur de chaleur (5) configuré pour échanger de la chaleur avec le flux d’air intérieur (Fi) à l’habitacle du véhicule.
[Revendication 2] Système de conditionnement thermique (100) selon la revendication précédente, dans lequel le circuit de fluide caloporteur (20) comporte une quatrième branche de dérivation (20F) reliant un septième point de connexion (57) disposé sur la première branche de dérivation (20C) à un huitième point de connexion (58) disposé sur la deuxième branche de dérivation (20D), la quatrième branche de dérivation (20F) comportant un sixième échangeur de chaleur (6), dans lequel le sixième échangeur de chaleur (6) est configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air extérieur (Fe) à l’habitacle du véhicule.
[Revendication 3] Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le circuit de fluide caloporteur (20) comporte une cinquième branche de dérivation (20G), disposée sur la boucle secondaire (20B) en parallèle du quatrième échangeur de chaleur (4), reliant un neuvième point de connexion (59) disposé sur la boucle secondaire (20B) à un dixième point de connexion (60) disposé sur la boucle secondaire (20B), la cinquième branche de dérivation (20G) comportant un septième échangeur de chaleur (7) configuré pour être couplé thermiquement à un deuxième élément (42) de la chaîne de traction électrique du véhicule.
[Revendication 4] Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel :
- la boucle primaire (20A) du circuit de fluide caloporteur (20) comprend une première pompe (21 ) de circulation,
- la boucle secondaire (20B) du circuit de fluide caloporteur (20) comprend une deuxième pompe (22) de circulation.
[Revendication 5] Système de conditionnement thermique (100) selon l’une quelconque des revendications 3 à 4 en combinaison avec la revendication 2, dans lequel le circuit de fluide caloporteur (20) comporte :
- une première vanne trois-voies (26) disposée conjointement sur la première branche de dérivation (20C) et sur la quatrième branche de dérivation (20F),
- une deuxième vanne trois-voies (27) disposée conjointement sur la deuxième branche de dérivation (20D) et sur la quatrième branche de dérivation (20F).
[Revendication 6] Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la troisième branche de dérivation (20E) comprend une vanne d’arrêt (25).
[Revendication 7] Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la boucle secondaire (20B) du circuit de fluide caloporteur (20) comprend une troisième pompe (23) de circulation.
[Revendication 8] Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 4, dans lequel au moins la boucle primaire (20A) et/ou la boucle secondaire (20B) comprend au moins un dispositif filtrant (71 ), notamment en sortie de l’au moins une des pompes (21 , 22) et/ou de l’au moins un des échangeurs de chaleur (1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7).
[Revendication 9] Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes en combinaison avec les revendications 4 à 7, dans lequel le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur (20) est un fluide caloporteur diélectrique et dans lequel au moins une des pompes (21 , 22, 23) et/ou au moins une des vannes trois voies (26, 27) et/ou la vanne d’arrêt (25) et/ou le détendeur (31 ) comprend un circuit de dérivation (72) reliant le circuit de fluide caloporteur (20) à la partie électronique de puissance et de contrôle de ladite au moins une pompe (21 , 22, 23) et/ou une vanne trois voies (26, 27) et/ou de la vanne d’arrêt (25) et/ou du détendeur (31 ).
[Revendication 10] Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur (20) est un fluide caloporteur diélectrique et dans lequel au moins un des échangeurs de chaleur (1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7) comprend un dispositif dessiccant (73).
[Revendication 11] Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 3, dans lequel le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur (20) est un fluide caloporteur diélectrique et dans lequel au moins la boucle secondaire (20B) et/ou la cinquième branche de dérivation (20G) du circuit de fluide caloporteur (20) comprend au moins un capteur (74) configuré pour mesurer au moins un paramètre lié au fluide caloporteur diélectrique, tel que la résistivité électrique et/ou la teneur en eau.
[Revendication 12] Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur (20) est un fluide caloporteur diélectrique et dans lequel le circuit de fluide caloporteur (20) comprend au moins un dispositif de décharge électrostatique (75) configuré pour décharger le fluide caloporteur diélectrique de sa charge électrostatique.
[Revendication 13] Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins un des échangeurs de chaleur (1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7) est susceptible d’être obtenu par un procédé de brasage sous vide.
[Revendication 14] Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 3, dans lequel le système de conditionnement thermique (100) comporte un circuit de fluide diélectrique (30) comportant une boucle additionnelle (30A) de circulation de fluide diélectrique, la boucle additionnelle (30A) comprenant successivement selon un sens de circulation du fluide diélectrique :
- un huitième échangeur de chaleur (8) configuré pour être couplé thermiquement à un troisième élément (43) d’une chaîne de traction électrique du véhicule, - une quatrième pompe (24),
- le septième échangeur de chaleur (7), agencé conjointement sur la boucle secondaire (20B) de fluide caloporteur et sur la boucle additionnelle (30A) de fluide diélectrique de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide diélectrique.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180117990A1 (en) * 2016-11-01 2018-05-03 Hyundai Motor Company Heat pump system for vehicle
US20190176571A1 (en) * 2017-12-08 2019-06-13 Hyundai Motor Company Hvac system of vehicle
WO2021169286A1 (fr) * 2020-02-28 2021-09-02 华为技术有限公司 Système de gestion thermique et véhicule à énergie nouvelle
US20220176773A1 (en) * 2020-12-07 2022-06-09 Hyundai Motor Company Integrated thermal management system for vehicle
WO2023030793A1 (fr) * 2021-09-03 2023-03-09 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de gestion thermique pour plateforme modulaire d'un châssis de véhicule automobile électrique

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180117990A1 (en) * 2016-11-01 2018-05-03 Hyundai Motor Company Heat pump system for vehicle
US20190176571A1 (en) * 2017-12-08 2019-06-13 Hyundai Motor Company Hvac system of vehicle
WO2021169286A1 (fr) * 2020-02-28 2021-09-02 华为技术有限公司 Système de gestion thermique et véhicule à énergie nouvelle
US20220176773A1 (en) * 2020-12-07 2022-06-09 Hyundai Motor Company Integrated thermal management system for vehicle
WO2023030793A1 (fr) * 2021-09-03 2023-03-09 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de gestion thermique pour plateforme modulaire d'un châssis de véhicule automobile électrique

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