FR2992260A1 - Ensemble de conditionnement d'un habitacle et d'au moins une unite fonctionnelle d'un vehicule. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un ensemble de conditionnement d'un habitacle et d'au moins une unité fonctionnelle (BT, EPT, ICE) d'un véhicule, comprenant une boucle de fluide réfrigérant (BF) comportant un compresseur (C), la boucle de fluide réfrigérant (BF) étant apte à fonctionner au moins dans un mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" et un circuit caloporteur (CC) comprenant au moins une branche principale (BP) comportant au moins une première pompe (P1) assurant une circulation d'un fluide caloporteur comprenant : - une première branche de conditionnement (B1) comportant au moins un premier échangeur de chaleur (E1) apte à assurer un conditionnement thermique de l'unité fonctionnelle (BT, EPT, ICE) du véhicule et, - une branche de chauffage (BC) comportant au moins un échangeur de chaleur intérieur (Ei) apte à assurer un échange de chaleur avec un flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle. Le circuit caloporteur (CC) comprend des moyens de répartition (R) aptes à permettre un agencement de l'ensemble de conditionnement au moins dans un premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" dans lequel la boucle de fluide réfrigérant (BF) et le circuit caloporteur (CC) assurent simultanément le chauffage de l'unité fonctionnelle (BT, EPT, ICE) et du flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle.

Description

Ensemble de conditionnement d'un habitacle et d'au moins une unité fonctionnelle d'un véhicule. La présente invention concerne le domaine technique des boucles de climatisation à fluide réfrigérant et à compresseur utilisées dans les installations de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un flux d'air d'un habitacle de véhicule, notamment d'un véhicule automobile. L'invention concerne également le domaine des circuits de conditionnement thermique d'une unité fonctionnelle d'un véhicule, notamment d'un véhicule électrique ou hybride. Dans le cadre d'un véhicule électrique, une telle unité fonctionnelle peut être en particulier une unité de propulsion électrique ou une unité de batterie. Dans le cadre d'un véhicule hybride, une telle unité fonctionnelle peut être en particulier une unité de propulsion électrique, une unité de batterie ou un moteur à combustion interne.

Dans le domaine des installations de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un flux d'air d'un habitacle d'un véhicule, il est connu de mettre en oeuvre un système de conditionnement thermique comprenant une unité de ventilation comportant un groupe moto-ventilateur qui aspire le flux d'air pour l'insuffler dans une unité conditionnement thermique à partir de laquelle le flux d'air est traité qualitativement et/ou thermiquement. Par suite, le flux d'air traité qualitativement et/ou thermiquement est dirigé vers une unité de diffusion comportant des sorties d'air afin de diffuser le flux d'air traité vers différentes zones de l'habitacle. La principale fonction de l'unité de conditionnement thermique est de chauffer et/ou de refroidir le flux d'air à une température de consigne déterminée par un utilisateur du véhicule. À cet effet, l'unité de conditionnement comprend des moyens de chauffage, déshumidification et/ou refroidissement du flux d'air. Dans le cas d'un véhicule à moteur à combustion interne de tels moyens de chauffage, déshumidification et/ou refroidissement du flux d'air sont le plus généralement formés, d'une part, par un échangeur de chaleur raccordé au système de refroidissement du moteur à combustion interne pour assurer la fonction de chauffage, et, d'autre part, par un échangeur de chaleur fonctionnant en tant qu'un évaporateur et faisant partie intégrante d'un boucle de climatisation pour assurer la fonction de refroidissement. Dans le cas d'un véhicule hybride ou d'un véhicule complètement électrique, il n'est pas possible d'utiliser le circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne pour assurer la fonction de chauffage. Aussi, il a proposé de mettre en oeuvre une boucle de climatisation apte à être agencée dans un mode de fonctionnement dit "climatisation" ou "refroidissement" ou dans un mode de fonctionnement dit "chauffage" ou "pompe à chaleur". Dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur", la boucle de climatisation permet, notamment, d'obtenir une fonction de chauffage avec un rendement très supérieur à celui qui serait obtenu avec un radiateur électrique pour assurer la même fonction de chauffage. Une telle boucle de climatisation est dite "réversible" et est particulièrement adapté pour un véhicule dont la consommation énergétique doit être maîtrisée. Une telle boucle de climatisation "réversible" est notamment connue de la demande de brevet FR 2 954 463. Une boucle de climatisation "réversible" comprend une unité de commande pilotant un compresseur raccordé à une boucle de fluide réfrigérant. La boucle de fluide réfrigérant comprend au moins un condenseur, un évaporateur, et un échangeur de chaleur réversible, adapté pour fonctionner en tant qu'évaporateur ou en tant que condenseur. La boucle de fluide réfrigérant comprend également des moyens de distribution pilotés par l'unité de commande et adaptés pour alimenter, sélectivement ou simultanément, l'évaporateur, le condenseur et l'échangeur de chaleur réversible. Le pilotage des moyens de distribution permet d'obtenir les divers modes de fonctionnement recherchés, en particulier le mode de fonctionnement dit "climatisation", le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" et un mode de fonctionnement dit "déshumidification".

Par ailleurs, dans le cadre d'un véhicule hybride, tel qu'un véhicule dont les batteries sont susceptibles d'être rechargées par une source extérieure, désigné par les termes anglais « Plug-in Hybrid Vehicle », il peut être nécessaire, en période hivernale, d'une part, de réchauffer l'habitacle du véhicule, et, d'autre part, de réchauffer une ou plusieurs unité(s) fonctionnelle(s) du véhicule, telle qu'une unité de batterie afin de la conditionner à une température suffisante pour qu'elle délivre le courant nécessaire à la propulsion électrique du véhicule.

Il est donc apparu le besoin de disposer d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation en mesure de réchauffer un habitacle et au moins une unité fonctionnelle d'un véhicule et présentant un rendement énergétique supérieur à celui d'un système de chauffage à radiateur électrique.

Afin d'atteindre cet objectif, l'invention concerne un ensemble de conditionnement d'un habitacle et d'au moins une unité fonctionnelle d'un véhicule, comprenant, d'une part, une boucle de fluide réfrigérant comportant un compresseur assurant la circulation d'un fluide réfrigérant dans la boucle fluide réfrigérant, optionnellement au moins un évaporateur extérieur, la boucle de fluide réfrigérant étant apte à fonctionner au moins dans un mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur", et, d'autre, un circuit caloporteur comprenant au moins une branche principale comportant au moins une première pompe assurant une circulation d'un fluide caloporteur. Le circuit caloporteur comprend une première branche de conditionnement comportant au moins un premier échangeur de chaleur, apte à assurer un conditionnement thermique de l'unité fonctionnelle du véhicule, et, une branche de chauffage comportant au moins un échangeur de chaleur intérieur, apte à assurer un échange de chaleur avec un flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle.

Plus spécifiquement, le circuit caloporteur comprend des moyens de répartition aptes à permettre un agencement de l'ensemble de conditionnement au moins dans un premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" dans lequel la boucle de fluide réfrigérant et le circuit caloporteur assurent simultanément le chauffage de l'unité fonctionnelle et du flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle. La mise en oeuvre du circuit caloporteur coopérant avec la boucle de fluide réfrigérant fonctionnant en pompe à chaleur, permet de chauffer simultanément l'habitacle du véhicule et une unité fonctionnelle du véhicule avec un rendement supérieur à celui qui serait atteint par la mise en oeuvre de moyens de chauffage électrique à effet joule. De plus, un tel rendement amélioré est obtenu alors que l'entraînement du compresseur et de la première pompe sont assurés par des moteurs électriques. Au sens de l'invention, il convient d'entendre par "unité fonctionnelle", une unité contribuant à une fonction essentielle du véhicule telle que la propulsion ou la sécurité active du véhicule. Une unité fonctionnelle est à définir par opposition à une unité secondaire contribuant au confort des passagers du véhicule. Ainsi, parmi les unités fonctionnelles du véhicule, notamment d'un véhicule électrique ou hybride, il est possible de citer une unité de propulsion électrique, une unité de batterie, utilisée pour l'alimentation de l'unité de propulsion électrique, un moteur à combustion interne, ... sans que cette liste ne soit ni limitative, ni exhaustive. Selon diverses caractéristiques additionnelles prises séparément ou en combinaison, la boucle de fluide réfrigérant comprend : un condenseur à fluide caloporteur, apte à assurer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, avantageusement en aval du compresseur, un condenseur extérieur, préférentiellement agencé en aval du condenseur à fluide caloporteur, un évaporateur à fluide caloporteur, apte à permettre un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant, et un évaporateur intérieur, apte à refroidir le flux d'air intérieur destiné à l'habitacle du véhicule. Préférentiellement, la branche principale comprend le condenseur à fluide 30 caloporteur et la première pompe, la branche de chauffage comprend l'échangeur de chaleur intérieur et la première branche de conditionnement comprend le premier échangeur de chaleur coopérant avec l'unité fonctionnelle.

De plus la première branche de conditionnement comprend une deuxième pompe. La mise en oeuvre du condenseur extérieur permet de garantir que le fluide réfrigérant est suffisamment refroidi pour permettre un fonctionnement optimal de la boucle de fluide réfrigérant. De plus, préférentiellement, la boucle de fluide réfrigérant comprend des moyens de distribution aptes à assurer l'alimentation en fluide réfrigérant de l'évaporateur extérieur et/ou de l'évaporateur à fluide caloporteur et/ou de l'évaporateur intérieur. Selon diverses caractéristiques additionnelles prises séparément ou en combinaison, le circuit caloporteur comprend : une branche de refroidissement raccordée à la première branche de conditionnement en amont et en aval du premier échangeur de chaleur, une deuxième branche de conditionnement comprenant un deuxième échangeur de chaleur, apte à assurer un conditionnement thermique d'une deuxième unité fonctionnelle du véhicule, une troisième branche de conditionnement comprenant un premier radiateur extérieur, apte à assurer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le flux d'air extérieur. une quatrième branche de conditionnement comprenant un troisième échangeur de chaleur, apte à assurer un conditionnement thermique d'une troisième unité fonctionnelle du véhicule, une cinquième branche de conditionnement comprenant un deuxième radiateur extérieur, apte à assurer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le flux d'air extérieur et préférentiellement agencé en amont de l'évaporateur extérieur par rapport au sens de circulation d'un flux d'air extérieur. De plus, le circuit caloporteur comprend une unité de chauffage électrique, préférentiellement agencée en aval du condenseur à fluide caloporteur, et avantageusement en amont du premier échangeur de chaleur et de l'échangeur de chaleur intérieur, La mise en oeuvre d'une telle unité de chauffage électrique permet d'assurer à un chauffage satisfaisant de l'habitacle et de l'unité fonctionnelle lorsque la puissance calorifique fournie par la boucle de fluide réfrigérant fonctionnant en tant que pompe à chaleur n'est pas suffisante. Le circuit caloporteur peut, par ailleurs, être mis à profit pour optimiser les 10 échanges de chaleur et notamment récupérer au mieux la chaleur dégagée par certaines unités fonctionnelles du véhicule pour assurer le chauffage de l'habitacle notamment. Ainsi, la présente invention permet, après le démarrage du véhicule, de 15 récupérer au mieux la chaleur produite par au moins une unité fonctionnelle du véhicule pour assurer le chauffage de l'habitacle. En effet, le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" permet d'extraire des calories du fluide caloporteur ayant parcouru l'unité fonctionnelle alors que ce dernier ne serait pas à une température suffisante pour assurer directement le chauffage de 20 l'habitacle. Selon une variante préférée de réalisation, le premier échangeur de chaleur échange de la chaleur avec une unité de batterie et le circuit caloporteur comprend une deuxième branche de conditionnement comprenant une pompe et 25 un deuxième échangeur de chaleur coopérant avec une unité de propulsion électrique du véhicule. Selon la présente invention, les moyens de répartition sont aptes à assurer la circulation du fluide caloporteur dans la branche principale et/ou la branche de 30 chauffage et/ou la branche de refroidissement et/ou la première branche de conditionnement et/ou la deuxième branche de conditionnement et/ou la troisième branche de conditionnement et/ou la quatrième branche de conditionnement et/ou la cinquième branche de conditionnement du circuit caloporteur. Notamment, d'une part, la branche principale et, d'autre part, la branche de chauffage et/ou la branche de refroidissement et/ou la première branche de conditionnement et/ou la deuxième branche de conditionnement et/ou la troisième branche de conditionnement et/ou la quatrième branche de conditionnement et/ou la cinquième branche de conditionnement sont agencées en parallèle.

Selon divers modes de réalisation, pouvant être combinés ou pris indépendamment, les moyens de répartition sont aptes à définir : un premier circuit fermé comprenant la branche de refroidissement et la première branche de conditionnement et/ou la deuxième branche de conditionnement, un deuxième circuit fermé comprend la branche principale et la branche de chauffage, avantageusement distinct du premier circuit fermé, un troisième circuit fermé comprenant la deuxième branche de conditionnement et la troisième branche de conditionnement, un quatrième circuit fermé comprenant la première branche de conditionnement et la branche de refroidissement, un cinquième circuit fermé comprenant la branche chauffage, la quatrième branche de conditionnement et la cinquième branche de conditionnement, et un sixième circuit fermé comprenant la branche principale, la deuxième de conditionnement et la troisième branche de conditionnement. Dans la mise en oeuvre des diverses variantes de réalisation de la présente invention, la boucle de fluide réfrigérant fonctionnant en tant que pompe à chaleur, l'ensemble de conditionnement est susceptible de fonctionner au moins dans: - dans un premier de mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" dans lequel le fluide réfrigérant subit une détente avant de traverser l'évaporateur extérieur et la condensation du fluide réfrigérant se déroule dans le condenseur à fluide caloporteur, et dans lequel la circulation du fluide caloporteur se fait depuis le condenseur à fluide caloporteur vers l'échangeur de chaleur intérieur et le premier échangeur de chaleur, et dans un premier de mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", dans lequel le fluide réfrigérant subit une détente avant de traverser l'évaporateur à fluide caloporteur, et dans lequel la circulation du fluide caloporteur se fait, d'une part, dans le premier circuit fermé et, d'autre part, dans le deuxième circuit fermé. Ainsi, la présente invention permet, en phase de roulage électrique, de récupérer au mieux, par le fonctionnement en tant que pompe à chaleur de la boucle de fluide réfrigérant, la chaleur produite par une unité fonctionnement du véhicule, en particulier l'unité de batterie et/ou l'unité de propulsion, pour assurer le chauffage de l'habitacle. De plus, optionnellement, dans le premier de mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage", les moyens de chauffage électrique sont activés.

Selon la présente invention, la mise en oeuvre du premier radiateur extérieur et/ou du deuxième radiateur extérieur permet d'assurer une évacuation de la chaleur vers le flux d'air extérieur, lorsque la chaleur absorbée par la boucle de fluide réfrigérant en tant que pompe à chaleur n'est pas suffisante pour assurer un refroidissement convenable des unités fonctionnelles, ou lorsque qu'une unité fonctionnelle produit une quantité de chaleur telle qu'il convient d'isoler le fluide caloporteur qui la parcourt du fluide caloporteur parcourant les autres sources de chaleurs susceptibles d'être utilisées pour le chauffage de l'habitacle.

De plus, dans la mise en oeuvre des diverses variantes de réalisation de la présente invention, la boucle de fluide réfrigérant fonctionnant en tant que pompe à chaleur, l'ensemble de conditionnement est susceptible de fonctionner au moins dans: un deuxième de mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", dans lequel le fluide réfrigérant subit une détente avant de traverser l'évaporateur extérieur, et dans lequel la circulation du fluide caloporteur se fait, d'une part, dans le circuit fermé comprenant les branches principale et de chauffage, et, d'autre part, dans le autre circuit fermé comprenant les deuxième et troisième branches de conditionnement, et dans un premier mode de fonctionnement dit "dégivrage", dans lequel la circulation du fluide caloporteur se fait, d'une part, dans le circuit fermé comprenant la branche principale et les deuxième et troisième branches de conditionnement et, d'autre part, dans le circuit fermé comprenant la branche de chauffage et les quatrième et cinquième branches de conditionnement, Par ailleurs, dans la mise en oeuvre des diverses variantes de réalisation de la présente invention, la boucle de fluide réfrigérant fonctionnant en mode refroidissement' l'ensemble de conditionnement est susceptible de fonctionner au moins dans: dans un deuxième mode de fonctionnement dit "déshumidification", dans lequel le fluide réfrigérant subit une détente avant de traverser l'évaporateur intérieur et l'évaporateur à fluide caloporteur, et dans lequel la circulation du fluide caloporteur se fait d'une part, dans le circuit fermé comprenant les branches principale et de chauffage et, d'autre part, dans le circuit fermé comprenant la première branche de conditionnement et la branche de refroidissement et/ou dans le circuit fermé comprenant les deuxièmes et troisième branches de conditionnement, dans un troisième mode de fonctionnement dit "déshumidification", dans lequel le fluide réfrigérant subit une détente avant de traverser l'évaporateur intérieur et l'évaporateur à fluide caloporteur, et dans lequel la circulation du fluide caloporteur se fait, d'une part, dans le circuit fermé comprenant la branche de chauffage et la quatrième branche de conditionnement et éventuellement la cinquième branche de conditionnement, d'autre part, dans le circuit fermé comprenant la première branche de conditionnement et la branche de refroidissement et, par ailleurs, dans le circuit fermé comprenant la branche principale, et les deuxième et troisième branches de conditionnement.

De plus, dans la mise en oeuvre des diverses variantes de réalisation de la présente invention, la boucle de fluide réfrigérant fonctionnant en tant que refroidissement, l'ensemble de conditionnement est susceptible de fonctionner au moins dans: .dans un mode de fonctionnement dit "refroidissement de l'habitacle", dans lequel le fluide réfrigérant subit une détente avant de traverser l'évaporateur intérieur et l'évaporateur à fluide caloporteur, et dans lequel la circulation du fluide caloporteur se fait, d'une part, dans le circuit fermé comprenant la branche principale et la troisième branche de conditionnement et éventuellement la deuxième branche de conditionnement, et d'autre part, dans le circuit fermé comprenant la première branche de conditionnement et la branche de refroidissement. Bien entendu les différentes caractéristiques, variantes et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les 20 autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit 25 comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentés à titre d'exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l'exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles : - La figure 1 est une vue schématique d'un ensemble de conditionnement 30 d'un flux d'air d'un habitacle de véhicule selon la présente invention, et - Les figures 2 à 10 sont des vues schématiques de divers modes de fonctionnement de l'ensemble de conditionnement de la figure 1.

Il est à noter que, sur les figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. Selon la présente invention, les termes "aval", "amont", "en série" et "en parallèle" qualifient la position d'un composant par rapport à un autre, selon le sens de circulation de fluide réfrigérant dans une boucle de fluide réfrigérant ou selon le sens de circulation de fluide caloporteur dans un circuit caloporteur. Il est à noter qu'à la figure 1, les canalisations de la boucle de fluide réfrigérant sont illustrées en traits discontinus tandis que les conduites du circuit caloporteur sont représentées en traits continus. 15 Sur les figures 2 à 10, les canalisations de la boucle de fluide réfrigérant parcourues par le fluide réfrigérant sont représentées en traits fins continus, le sens de circulation du fluide réfrigérant y étant indiqué par des flèches, tandis que les canalisations inactives de la boucle de fluide réfrigérant, c'est-à-dire qui ne sont pas parcouru par le fluide réfrigérant, sont illustrées en traits discontinus. 20 De même, sur les figures 2 à 10, les conduites du circuit caloporteur parcourus par le fluide caloporteur sont représentées en traits gras continus, le sens de circulation du fluide caloporteur y étant indiqué par des flèches, tandis que les conduites inactives du circuit caloporteur, c'est-à-dire qui ne sont pas parcouru 25 par le fluide caloporteur, sont illustrées en traits discontinus. De façon générique, une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend un boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation comportant, dans le sens de circulation d'un flux d'air intérieur parcourant le boîtier de 30 chauffage, ventilation et/ou climatisation, une unité de ventilation, une unité de conditionnement thermique et une unité de distribution. 10 L'unité de ventilation comprend un boîtier de ventilation pourvu d'au moins une entrée d'air et d'au moins une sortie d'air. Le boîtier de ventilation loge un groupe moto-ventilateur comprenant une turbine entraînée en rotation par un moteur électrique afin d'aspirer le flux d'air intérieur par l'entrée d'air du boîtier de ventilation et l'expulser par la sortie d'air du boîtier de ventilation raccordée à un orifice d'admission de l'unité de conditionnement thermique. Enfin, l'unité de conditionnement thermique comporte au moins une sortie d'air raccordée à une entrée de l'unité de distribution.

Afin d'assurer une fonction de chauffage, l'unité de conditionnement thermique comporte des moyens de chauffage comprenant au moins un échangeur de chaleur intérieur Ei faisant partie intégrante d'un circuit caloporteur CC. L'unité de conditionnement thermique comprend également des moyens de refroidissement constitués, notamment, par un évaporateur intérieur EVi faisant partie intégrante d'une boucle de fluide réfrigérant BF. L'échangeur de chaleur intérieur Ei et l'évaporateur intérieur EVi sont visibles sur la figure 1 qui est une vue schématique d'un ensemble de conditionnement d'un flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans un habitacle et/ou d'une unité fonctionnelle d'un véhicule selon la présente invention. Par ailleurs, l'unité de conditionnement thermique comprend aussi des canaux de circulation du flux d'air associés à des volets commandés en fonction du traitement aérotherm igue du flux d'air intérieur recherché. L'unité de distribution comprend, quant à elle, au moins une sortie d'air destinée à alimenter différentes bouches de sortie dans l'habitacle du véhicule. Les sorties d'air de l'unité de distribution sont alors associées à des volets de distribution pilotés en fonction des commandes d'un utilisateur du véhicule. L'invention se rapporte plus particulièrement à un ensemble de conditionnement associé au boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation et dont un exemple de réalisation est 30 illustré à la figure 1. Afin de fournir de la chaleur ou du froid, l'ensemble de conditionnement comprend la boucle de fluide réfrigérant BF et le circuit caloporteur CC coopérant pour chauffer et/ou refroidir l'habitacle et/ou au moins une unité fonctionnelle du véhicule. La boucle de fluide réfrigérant BF comprend un compresseur C, assurant la mise en circulation et la compression d'un fluide réfrigérant dans la boucle de fluide réfrigérant BF. Préférentiellement, le compresseur C est piloté par une unité de commande U. Afin de simplifier la lecture des figures, les liaisons, entre l'unité de commande C et les différents dispositifs qu'elle pilote ne sont pas représentés. Le compresseur C est de préférence un compresseur à entraînement électrique 15 mais pourrait également être un compresseur hybride susceptible d'être entraîné soit par un moteur électrique soit par un moteur à combustion interne. Le fluide réfrigérant circulant dans la boucle de fluide réfrigérant BF peut-être de toute nature appropriée, en particulier être constitué par un hydrocarbure 20 halogéné ou un mélange d'hydrocarbures halogénés. Dans une forme préférée mais non exclusive de réalisation, le fluide réfrigérant est constitué par un gaz dit supercritique, tel que du dioxyde de carbone. Par ailleurs, alternativement, le fluide réfrigérant peut également être un fluide à faible impact environnemental. 25 Le compresseur C est raccordé à la boucle de fluide réfrigérant BF par, en aval, une canalisation de refoulement 20 et, en amont, une canalisation d'aspiration 21. La boucle de fluide réfrigérant BF comprend, à partir du compresseur C dans le 30 sens de circulation du fluide réfrigérant, un condenseur CDc, adapté pour assurer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un fluide caloporteur circulant dans le circuit caloporteur CC. Ainsi, le condenseur CDc est également appelé condenseur à fluide caloporteur CDc. 10 Le condenseur à fluide caloporteur CDc assure la coopération entre la boucle de fluide réfrigérant BF et le circuit caloporteur CC comme cela apparaîtra par la suite.

Le fluide caloporteur circulant dans le circuit caloporteur CC peut être de toute nature appropriée dans la mesure où la fonction de transport de la chaleur n'est pas susceptible d'être affectée par la température extérieure, la température du fluide réfrigérant avec lequel il doit échanger ou encore la température de fonctionnement des unités fonctionnelles. Ainsi, le fluide caloporteur peut, par exemple, être formé par un liquide tel que de l'eau glycolée. La boucle de fluide réfrigérant BF comprend, en aval du condenseur à fluide caloporteur CDc, un condenseur extérieur Cde, adapté pour assurer un refroidissement du fluide réfrigérant par échange avec un flux d'air extérieur. À cet effet, le condenseur extérieur CDe est, de préférence, situé dans un compartiment avant du véhicule, de manière à être traversé le flux d'air extérieur. Au sens de l'invention, le flux d'air traversant le condenseur extérieur CDe est qualifié "d'extérieur" par opposition au flux d'air destiné à l'habitacle, dit flux d'air intérieur. Ainsi, le flux d'air extérieur est un flux d'air provenant de l'extérieur de l'habitacle du véhicule et qui n'est pas destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule.

De la même manière, le condenseur extérieur CDe est qualifié "d'extérieur" par opposition à un échangeur de chaleur intérieur adapté et placé pour échanger de la chaleur ou du froid avec le flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule.

La boucle de fluide réfrigérant BF comprend, en aval du condenseur extérieur CDe et en parallèle les uns aux autres : un évaporateur extérieur EVe, destiné à échanger de la chaleur avec le flux d'air extérieur et préférentiellement, situé dans le compartiment avant du véhicule, l'évaporateur intérieur EVi, destiné à échanger de la chaleur avec le flux d'air intérieur et préférentiellement intégré dans le boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation, et un évaporateur à fluide caloporteur EVc, raccordé au circuit caloporteur CC et adapté pour permettre un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant.

L'évaporateur extérieur Eve, l'évaporateur intérieur EVi et l'évaporateur à fluide caloporteur EVc sont associés à des moyens de détente respectifs. Ainsi, la boucle de fluide réfrigérant BF comprend : un premier moyen de détente 22, agencé en amont de l'évaporateur extérieur Eve, un deuxième moyen de détente 23, agencé en amont de l'évaporateur intérieur EVi, et un troisième moyen de détente 24, agencé en amont de l'évaporateur à fluide caloporteur EVc.

Selon l'exemple de réalisation illustré, le premier moyen de détente 22, le deuxième moyen de détente 23 et le troisième moyen de détente 24 sont formés par des détendeurs thermostatiques. Alternativement, le premier moyen de détente 22, le deuxième moyen de détente 23 et le troisième moyen de détente 24 pourraient également être formés par des tubes capillaires, avantageusement intégrés respectivement à l'évaporateur extérieur Eve, l'évaporateur intérieur EVi et l'évaporateur à fluide caloporteur EVc. Afin de permettre une configuration selon divers modes de fonctionnement, la boucle de fluide réfrigérant BF comprend également des moyens de distribution D. Préférentiellement, les moyens de distribution D sont agencés entre, d'une part, le condenseur extérieur CDe et, d'autre part, l'évaporateur extérieur Eve, l'évaporateur intérieur EVi et l'évaporateur à fluide caloporteur EVc. Les moyens de distribution D sont avantageusement pilotés par l'unité de commande U pour alimenter, sélectivement ou simultanément, l'évaporateur extérieur EVe, l'évaporateur intérieur EVi et l'évaporateur un fluide caloporteur EVc.

De plus, l'évaporateur extérieur Eve, l'évaporateur intérieur EVi et l'évaporateur à fluide caloporteur EVc sont raccordés au compresseur C par l'intermédiaire de la canalisation d'aspiration 21. Par ailleurs, comme le montre la figure 1, le circuit caloporteur CC comprend une branche principale BP comportant une première pompe P1 assurant la circulation d'un fluide caloporteur à l'intérieur du circuit CC. La première pompe P1 est avantageusement une pompe électrique pilotée par l'unité de commande U. La branche principale BP comprend également le condenseur à fluide caloporteur CDc et une unité de chauffage électrique EH.

Préférentiellement, l'unité de chauffage électrique EH est agencée en aval du condenseur à fluide caloporteur CDc. L'unité de chauffage électrique EH est apte à assurer le chauffage du fluide caloporteur. Avantageusement, l'unité de chauffage électrique EH est pilotée par l'unité de commande U.

De plus, en parallèle avec la branche principale BP, le circuit caloporteur CC comprend au moins : une branche de chauffage BC, comprenant l'échangeur de chaleur intérieur Ei, une branche de refroidissement BR, comprenant l'évaporateur à fluide caloporteur EVc, une première branche de conditionnement Bi, comprenant un premier échangeur de chaleur El , une deuxième branche de conditionnement B2, comprenant un deuxième échangeur de chaleur E2, une troisième branche de conditionnement B3, comprenant un premier radiateur extérieur R1, une quatrième branche de conditionnement B4, comprenant un troisième échangeur de chaleur E3, une cinquième branche de conditionnement B5, comprenant un deuxième radiateur extérieur R2, et une branche de dérivation BD. Selon la présente invention, le circuit caloporteur CC comporte la branche principale BP et au moins l'une des branches listées ci-dessus.

Préférentiellement, l'échangeur de chaleur intérieur Ei est intégré dans le boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation. L'échangeur de chaleur intérieur Ei est adapté pour assurer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule.

De plus, la première branche de conditionnement B1 comporte une première unité fonctionnelle du véhicule, par exemple une unité de batterie BT. Selon l'exemple illustré, la première branche de conditionnement B1 comprend une deuxième pompe P2 assurant la circulation du fluide caloporteur à l'intérieur de la première branche de conditionnement Bi. Le premier échangeur de chaleur El assure le conditionnement thermique de la première unité fonctionnelle du véhicule, par exemple l'unité de batterie BT. La deuxième pompe P2 est avantageusement une pompe électrique pilotée par l'unité de commande U. Préférentiellement, la deuxième pompe P2 est disposée 25 en amont du premier échangeur de chaleur Ei. La branche de refroidissement BR est raccordée à la première branche de conditionnement Bi, d'une part, en amont de la deuxième pompe P2 et, d'autre part, en aval du premier échangeur de chaleur El. 30 De plus, la deuxième branche de conditionnement B2 comporte une deuxième unité fonctionnelle du véhicule, par exemple une unité de propulsion électrique EPT. Selon l'exemple illustré, la deuxième branche de conditionnement B2 comprend une troisième pompe P3 assurant la circulation du fluide caloporteur à l'intérieur de la deuxième branche de conditionnement B2. Le deuxième échangeur de chaleur E2 assure le conditionnement thermique de la deuxième unité fonctionnelle du véhicule, par exemple l'unité de propulsion électrique EPT.

La troisième pompe P3 est avantageusement une pompe électrique pilotée par l'unité de commande U. Préférentiellement, la troisième pompe P3 est disposée en amont du deuxième échangeur de chaleur E2.

La deuxième branche de conditionnement B2 est raccordée à la troisième branche de conditionnement B3. Le premier radiateur extérieur R1 de la troisième branche de conditionnement B3 est destiné à assurer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le flux d'air extérieur. Le premier radiateur extérieur R1 est, de préférence, disposé dans le compartiment avant. Avantageusement, le premier radiateur extérieur R1 est situé en amont de l'évaporateur extérieur Eve, par rapport au sens de circulation du flux d'air extérieur.

Préférentiellement, la troisième branche de conditionnement B3 se trouve raccordée en parallèle avec la branche principale BP, la première branche de conditionnement B1 et la deuxième branche de conditionnement B2. De plus, la quatrième branche de conditionnement B4 comporte une troisième unité fonctionnelle du véhicule, par exemple un organe de propulsion ICE du véhicule, notamment un moteur à combustion interne ou un moteur électrique. Selon l'exemple illustré, la quatrième branche de conditionnement B4 comprend une quatrième pompe P4 assurant la circulation du fluide caloporteur à l'intérieur de la quatrième branche de conditionnement B4. Le troisième échangeur de chaleur E3 assure le conditionnement thermique de la troisième unité fonctionnelle du véhicule, par exemple l'organe de propulsion ICE du véhicule.

La quatrième pompe P4 est, par exemple, une pompe électrique pilotée par l'unité de commande U. Préférentiellement, la quatrième pompe P4 est disposée en amont du troisième échangeur de chaleur E3. Alternativement, la quatrième pompe P4 est, de préférence, une pompe mécanique entraînée par le moteur à combustion interne. La quatrième branche de conditionnement B4 est raccordée en parallèle à la branche de chauffage BC et à la branche principale BP.

Préférentiellement, le deuxième radiateur extérieur R2 est situé dans le compartiment avant du véhicule. Dans la mesure où, comme cela apparaîtra par la suite, le fluide caloporteur circulant dans le deuxième radiateur extérieur R2 est susceptible de provenir directement du troisième échangeur de chaleur E3 et, donc, de présenter une température très nettement supérieure à celle du fluide caloporteur circulant dans le premier radiateur extérieur R1 et provenant du deuxième échangeur de chaleur E2 et/ou de la branche principale BP, le deuxième radiateur extérieur R2 est, de préférence, situé en aval du premier radiateur extérieur R1, par rapport au sens de circulation du flux d'air extérieur. De plus, avantageusement, le deuxième radiateur extérieur R2 est placé en amont de l'évaporateur extérieur Eve, par rapport au sens de circulation du flux d'air extérieur. Selon l'exemple illustré, la branche de dérivation BD permet au fluide caloporteur de contourner le deuxième radiateur extérieur R2. Le contournement du deuxième radiateur extérieur R2 est actionné lorsque l'organe de propulsion ICE n'a pas atteint une température de fonctionnement optimale. Dans une telle configuration, il n'est pas souhaitable de refroidir l'organe de propulsion ICE étant entendu que la circulation du fluide caloporteur est susceptible d'être assurée par la quatrième pompe P4 dès la mise en marche de l'organe de propulsion ICE. A titre d'exemple, la circulation du fluide caloporteur dans la branche de dérivation BD est commandée par un clapet thermostatique non représenté.

Le circuit caloporteur CC comprend, en outre, des moyens de répartition R, avantageusement, pilotés par l'unité de commande U. Les moyens de répartition R sont aptes à assurer la circulation du fluide caloporteur dans: la branche de chauffage BC, et/ou la branche de refroidissement BR, et/ou la première branche de conditionnement B1, et/ou une deuxième branche de conditionnement B2, et/ou une troisième branche de conditionnement B3, et/ou une quatrième branche de conditionnement B4, et/ou une cinquième branche de conditionnement B5, et/ou une branche de dérivation BD. De même, les moyens de répartition R sont aptes à isoler de manière sélective certaines parties du circuit caloporteur CC de sorte que le fluide caloporteur peut circuler en circuit fermé dans des parties distinctes du circuit caloporteur CC comme cela apparaîtra par la suite. Selon l'exemple illustré, les moyens de répartition R comprennent trois vannes trois voies, préférentiellement pilotées par l'unité de commande U. Une première vanne trois voies V1 est agencée à la jonction de la première branche de conditionnement B1 et de la branche de refroidissement BR. Avantageusement, la première vanne trois voies V1 est agencée en amont de la 25 deuxième pompe P2. Une deuxième vanne trois voies V2 est agencée à la jonction entre la branche de chauffage BC, une conduite de raccordement 25 à la branche principale BP et une conduite de raccordement 26 à la quatrième branche de conditionnement 30 B4 et la cinquième branche de conditionnement B5. Préférentiellement, la deuxième vanne trois voies V2 est agencée en aval de la première pompe P1 et de la quatrième pompe P4.

Une troisième vanne trois voies V3 est agencée à la jonction entre la branche principale BP, la première branche de conditionnement B1 et la deuxième branche de conditionnement B2. Préférentiellement, la troisième vanne trois voies V3 est agencée en aval de la première pompe P1, de la deuxième pompe P2 et de la troisième pompe P3. L'ensemble de conditionnement selon la présente invention présente donc deux sous-ensembles de branches parallèles entre elles. Ainsi, la branche principale BP, la première branche de conditionnement B1, la deuxième branche de conditionnement B2 et la troisième branche de conditionnement B3 définissent un premier sous-ensemble de branches. Par ailleurs, la branche principale BP, la branche de chauffage BC, la quatrième branche de conditionnement B4, la cinquième branche de conditionnement B5 et la branche de dérivation BD constituent un deuxième sous-ensemble de branches.

L'ensemble de conditionnement, ainsi constitué, est susceptible d'être agencé selon différents modes de fonctionnement, préférentiellement gérés par l'unité de commande U, en fonction des besoins des unités fonctionnelles du véhicule et des souhaits de confort d'occupants de l'habitacle.

La boucle de fluide réfrigérant BF est réversible et est donc susceptible de fonctionner, soit dans un mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur", lorsqu'il est nécessaire de chauffer le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle, soit dans un mode de fonctionnement dit "refroidissement", lorsqu'il est nécessaire de refroidir le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle. Les figures 2 à 10 sont des vues schématiques de divers modes de fonctionnement de l'ensemble de conditionnement de la figure 1. Les divers modes de fonctionnement de l'ensemble de conditionnement sont notamment pilotés par l'unité de commande U.

Dans un premier temps, il va être décrit des modes de fonctionnement de l'ensemble de conditionnement dans lequel la boucle de fluide réfrigérant BF est dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur".

Ainsi, lorsque que la boucle de fluide réfrigérant BF fonctionne dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" et qu'il est nécessaire de chauffer, au démarrage du véhicule, à la fois l'habitacle et une unité fonctionnelle du véhicule, notamment l'unité de batterie BT, l'ensemble de conditionnement est configuré dans un premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage".

Le premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" est illustré à la figure 2. La boucle de fluide réfrigérant BF est agencée de manière à ce que le fluide réfrigérant alimente l'évaporateur extérieur Eve après avoir subi une détente à l'entrée ou juste en amont de l'évaporateur extérieur Eve. Par suite, le fluide réfrigérant rejoint compresseur C. Ainsi, en sortie du compresseur C, le fluide réfrigérant traverse le condenseur à fluide caloporteur CDc puis le condenseur extérieur CDe avant d'entrer dans l'évaporateur extérieur EVe. Avantageusement, le fluide réfrigérant délivre, au niveau du condenseur à fluide caloporteur CDc, la chaleur prélevée au milieu extérieur par l'évaporateur extérieur EVe. Dans le même temps, la première pompe P1 est mise en fonctionnement et les moyens de répartition R sont configurés de manière à ce que le fluide caloporteur parcourt à la fois la première branche de conditionnement B1 et la branche de chauffage BC après avoir traversé le condenseur à fluide caloporteur CDc. Ainsi, le fluide caloporteur délivre la chaleur absorbée au niveau du condenseur à fluide caloporteur CDc au niveau du premier échangeur de chaleur El et de l'échangeur de chaleur intérieur Ei.

Dans le premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage", avantageusement, le fluide caloporteur ne circule pas dans la branche de refroidissement BR.

Le premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" permet donc de chauffer l'habitacle et une unité fonctionnelle du véhicule, en particulier l'unité de batterie BT, grâce à la configuration dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" de la boucle de fluide réfrigérant BF et de la circulation du fluide caloporteur uniquement dans la première branche de conditionnement B1, la branche principale BP et la branche de chauffage BC du circuit caloporteur CC. Le premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" est généralement mis en oeuvre lorsque la température extérieure est basse, en particulier en hiver. Dans ce cas, si la chaleur récupérée par la boucle de fluide réfrigérant BF configurée dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" n'est pas suffisante pour réchauffer à la fois l'unité fonctionnelle du véhicule, en particulier l'unité de batterie BT, et l'habitacle, l'ensemble de conditionnement peut être configuré dans un deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage". Le deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" correspond au premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" dans lequel des moyens de chauffage électrique EH sont activés. Ainsi, les moyens de chauffage électrique EH apportent alors au fluide caloporteur le supplément de chaleur nécessaire au bon chauffage de l'habitacle et de l'unité fonctionnelle du véhicule, en particulier l'unité de batterie BT.

Il est à noter que le premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" et le deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" sont généralement mis en oeuvre dans le cas d'une immobilité du véhicule ou d'un roulage de ce dernier en mode électrique, l'organe de propulsion ICE étant arrêté.

Après un certain temps de fonctionnement du premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" et/ou du deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" et/ou de roulage électrique du véhicule, les diverses unités fonctionnelles du véhicule, en particulier l'unité de batterie BT et/ou l'unité de propulsion électrique EPT, atteignent des températures de fonctionnement nécessitant leur refroidissement. L'invention propose alors de récupérer la chaleur produite par toute ou partie des unités fonctionnelles du véhicule pour chauffer l'habitacle du véhicule. À cet effet, l'ensemble de conditionnement est configuré dans un premier mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", plus particulièrement illustré à la figure 3.

Dans le premier mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", les moyens de répartition R sont agencés de manière à définir, dans le circuit caloporteur CC, un premier circuit fermé CF1 et un deuxième circuit fermé CF2. Préférentiellement, le premier circuit fermé CF1 et le deuxième circuit fermé CF2 sont distincts. Le fluide caloporteur circule alors en boucle dans le premier circuit fermé CF1 et le deuxième circuit fermé CF2, sans mélange du fluide caloporteur circulant dans le premier circuit fermé avec le fluide caloporteur circulant dans le deuxième circuit fermé CF2.

Le premier circuit fermé CF1, qualifié également de premier circuit fermé de refroidissement, comprend la branche de refroidissement BR, la première branche de conditionnement B1 et/ou la deuxième branche de conditionnement B2.

Le deuxième circuit fermé CF2, qualifié également de circuit fermé de chauffage, comprend la branche principale BP et la branche de chauffage BC. Dans le premier mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", les moyens de distribution D de la boucle de fluide réfrigérant sont agencés de manière à ce que le fluide réfrigérant alimente l'évaporateur à fluide caloporteur EVc en ayant subi une détente à l'entrée ou juste en amont de l'évaporateur à fluide caloporteur EVc pour ensuite rejoindre le compresseur C.

En sortie du compresseur C, le fluide réfrigérant traverse le condenseur à fluide caloporteur CDc puis le condenseur extérieur CDe avant de traverser l'évaporateur à fluide caloporteur EVc.

Selon la température de fonctionnement des unités fonctionnelles du véhicule, notamment de l'unité de batterie BT et de l'unité de propulsion électrique EPT, les moyens de répartition R, plus particulièrement de la première vanne trois voies V1, la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont agencés de manière à ce que le fluide caloporteur circule dans la branche de refroidissement BR et : - soit dans la première branche de conditionnement B1, - soit dans la deuxième branche de conditionnement B2, - soit à la fois dans la première branche de conditionnement B1 la deuxième branche de conditionnement B2.

Dans tous ces cas, le fluide caloporteur circulant dans le premier circuit fermé CF1 est refroidi dans l'évaporateur à fluide caloporteur EVc dans lequel il transfère au fluide réfrigérant les calories prélevées aux unités fonctionnelles du véhicule, notamment de l'unité de batterie BT et de l'unité de propulsion électrique EPT. Le fluide réfrigérant restitue alors les calories au fluide caloporteur traversant le condenseur à fluide caloporteur CDc. Le fluide caloporteur circulant dans le deuxième circuit fermé CF2 achemine les calories vers l'échangeur de chaleur intérieur Ei de manière à chauffer le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle. Le premier mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique" est généralement mis en oeuvre lorsque la température extérieure est basse, en particulier en hiver. Dans ce cas, si la chaleur récupérée par la boucle de fluide réfrigérant BF configurée dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" n'est pas suffisante pour chauffer l'habitacle, l'ensemble de conditionnement peut être configuré dans le premier mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique" tout en activant les moyens de chauffage électrique EH, apportant alors au fluide caloporteur le supplément de chaleur nécessaire au bon chauffage de l'habitacle. Lorsque le véhicule est en phase roulage électrique et qu'il est nécessaire de chauffer l'habitacle, l'ensemble de conditionnement peut être configuré dans un deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", plus particulièrement illustré à la figure 4. Dans le deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", le fluide réfrigérant subit une détente au moins avant de traverser l'évaporateur extérieur EVe, de sorte que la boucle de fluide réfrigérant BF est agencée comme dans le premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage". Dans le même temps, les moyens de répartition R sont agencés et le première pompe P1 et la troisième pompe P3 sont mises en fonctionnement de manière à ce que le fluide caloporteur circule d'une part, dans le deuxième circuit fermé CF2 comprenant la branche principale BP et la branche chauffage BC, et d'autre part, dans un troisième circuit fermé CF3, également qualifié de deuxième circuit fermé de refroidissement, comprenant la deuxième branche de conditionnement B2 et la troisième branche de conditionnement B3. Ainsi, dans le deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", le refroidissement de l'unité de propulsion électrique EPT est assurée par le troisième circuit fermé CF3 avec une évacuation de la chaleur captée au niveau de l'unité de propulsion électrique EPT vers l'extérieur au niveau du premier radiateur extérieur R1. Le chauffage de l'habitacle est, par ailleurs, assuré par la boucle de fluide réfrigérant BF configurée dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" et par le deuxième circuit fermé CF2. Selon une autre variante de réalisation de la présente invention, du deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", les moyens de chauffage électrique EH sont activés pour compléter l'apport de chaleur de la boucle de fluide réfrigérant BF. Selon une autre variante du deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", d'une part, la boucle de fluide réfrigérant BF est agencée de sorte à assurer une alimentation de l'évaporateur à fluide caloporteur EVc et le circuit caloporteur CC est agencé de sorte à assurer une circulation du fluide caloporteur dans un quatrième circuit fermé CF4, également qualifié de troisième circuit fermé de refroidissement, comprenant la première branche de conditionnement B1 et la branche de refroidissement BR. Ainsi, le refroidissement le refroidissement de l'unité de batterie BT est assuré. Lors d'un fonctionnement prolongé de l'évaporateur extérieur Eve, du givre est susceptible de se former à sa surface, notamment lorsque la température extérieure est basse, en particulier en hiver. Il est donc nécessaire de procéder à un dégivrage de l'évaporateur extérieur Eve afin de conserver le rendement de la boucle de fluide réfrigérant BF configurée dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur". À cet effet, l'ensemble de conditionnement peut être configuré dans un premier mode de fonctionnement dit "dégivrage" illustré à la figure 5. Dans le premier mode de fonctionnement dit "dégivrage", l'organe de propulsion ICE, notamment le moteur à combustion interne, est en fonctionnement. Le circuit caloporteur CC est agencé de sorte à assurer une circulation du fluide caloporteur dans un cinquième circuit fermé CF5, également qualifié de quatrième circuit fermé de refroidissement, comprenant la branche chauffage BC, la quatrième branche de conditionnement B4 et la cinquième branche de conditionnement B5, et éventuellement la branche de dérivation BD.

Le circuit caloporteur CC est également agencé de sorte à assurer une circulation du fluide caloporteur dans le troisième circuit fermé CF3 comprenant la deuxième branche de conditionnement B2 et la troisième branche de conditionnement B3. Ainsi, le troisième circuit fermé CF3 permet de refroidir l'unité de propulsion électrique EPT. La chaleur dissipée à travers le deuxième radiateur R2 est transférée par le flux d'air extérieur vers l'évaporateur extérieur Eve qui est alors susceptible de dégivrer. Dans le premier mode de fonctionnement dit "dégivrage", la boucle de fluide réfrigérant BF est arrêté le temps de procéder au dégivrage de l'évaporateur extérieur EVe. Toutefois, selon un deuxième mode de fonctionnement dit "dégivrage", non représenté, le fonctionnement de la boucle de fluide réfrigérant BF configurée dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" est maintenu pendant le dégivrage. À cet effet, les moyens de répartition R sont agencées et la troisième pompe P3 et la quatrième pompe P4 sont mises en fonctionnement, de manière à ce que le fluide caloporteur circule, d'une part, dans le cinquième circuit fermé CF5 comprenant la quatrième branche de conditionnement B4 et la cinquième branche de conditionnement B5 et, d'autre part, dans le deuxième circuit fermé CF2 comprenant la branche principale BP et la branche de chauffage BC. Eventuellement, les moyens de répartition R sont agencés de manière à ce que le fluide caloporteur circule dans la deuxième branche de conditionnement B2 et/ou la troisième branche de conditionnement B3. La chaleur dissipée à travers le condenseur extérieur CDe est transférée par le flux d'air extérieur vers l'évaporateur extérieur Eve qui est alors susceptible de dégivrer. La boucle de fluide réfrigérant BF est également adaptée pour fonctionner dans un mode de fonctionnement dit "refroidissement", afin de permettre un refroidissement et/ou une déshumidification du flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle.

La déshumidification du flux d'air intérieur consiste à faire passer le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle sur une surface froide pour condenser toute ou partie au moins de la vapeur d'eau contenue dans le flux d'air intérieur.

Par suite, le flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle peut être réchauffé avant d'être diffusé dans l'habitacle de manière soit à éviter un abaissement de la température de l'habitacle, soit à assurer une élévation de la température de l'habitacle sans risque d'embuage.

La présente invention propose de mettre en oeuvre le circuit caloporteur CC et les différentes branches de manière à optimiser le refroidissement et le réchauffage du flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle dans le cadre de la déshumidification.

Dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement" de la boucle de fluide réfrigérant BF, l'évaporateur intérieur EVi est alimenté en fluide réfrigérant ayant subi une détente juste en amont ou à l'entrée de l'évaporateur intérieur EVi. Le refroidissement du fluide réfrigérant en sortie du compresseur C est alors assuré dans le condenseur à fluide caloporteur CDc et dans le condenseur extérieur CDe. Sauf indication contraire, il est considéré que dans les divers modes de fonctionnement dit "déshumidification" exposés ci-après, la boucle de fluide réfrigérant BF configurée dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement".

Selon un premier mode de fonctionnement dit "déshumidification" illustré à la figure 6, les moyens de répartition R sont agencés et la première pompe P1 est mise en fonctionnement de manière à ce que le fluide caloporteur circule dans le deuxième circuit fermé CF2 comprenant la branche principale BP et la branche de chauffage BC. Ainsi, le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle est tout d'abord déshumidifié au contact de l'évaporateur intérieur EVi puis réchauffé dans l'échangeur de chaleur intérieur Ei par le fluide caloporteur réchauffé par échange de chaleur avec le fluide réfrigérant, comprimé en sortie du compresseur C, dans le condenseur à fluide caloporteur CDc Alternativement ou complémentairement, le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle est tout d'abord déshumidifié au contact de l'évaporateur intérieur EVi puis réchauffé, dans le condenseur à fluide caloporteur CDc, par le fluide réfrigérant comprimé en sortie du compresseur C.

Selon un deuxième mode de fonctionnement dit "déshumidification" illustré à la figure 7, les moyens de distribution D sont agencés de manière à ce que, respectivement, l'évaporateur intérieur EVi et l'évaporateur à fluide caloporteur EVc sont alimentés en fluide réfrigérant ayant subi une détente. La boucle de fluide réfrigérant BF configurée dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement". Dans le deuxième mode de fonctionnement dit "déshumidification", les moyens de répartition R sont agencés et la première pompe Pi, la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont mises en fonctionnement de manière à définir le premier circuit fermé CF1 et le deuxième circuit fermé CF2 distincts, dans lesquels le fluide caloporteur circule en boucle, sans mélange du fluide caloporteur circulant dans le premier circuit fermé CF1 avec le fluide caloporteur circulant dans deuxième circuit fermé CF2.

Le premier circuit fermé CF1 comprend la branche de refroidissement BR et la première branche de conditionnement B1 et/ou la deuxième branche de conditionnement B2. Le deuxième circuit fermé CF2 comprend la branche principale BP et la branche 30 de chauffage BC. Selon la température de fonctionnement des unités fonctionnelles du véhicule, en particulier l'unité de batterie BT et de l'unité de propulsion électrique EPT, dans le deuxième mode de fonctionnement dit "déshumidification", le fonctionnement des moyens de répartition R, plus particulièrement la première vanne trois voies V1, et la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont agencés de manière à ce que le fluide caloporteur circule dans la branche de refroidissement BR et : - soit dans la première branche de conditionnement Bi, - soit dans la deuxième branche de conditionnement B2, - soit à la fois dans la première branche de conditionnement B1 la deuxième branche de conditionnement B2.

Ainsi, le flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle est tout d'abord déshumidifié au contact de l'évaporateur intérieur EVi puis réchauffé, dans le condenseur à fluide caloporteur CDc et/ou dans l'échangeur de chaleur intérieur Ei.

Par ailleurs, les unités fonctionnelles du véhicule, en particulier l'unité de batterie BT et/ou l'unité de propulsion électrique EPT, sont refroidis par le fluide caloporteur refroidi à la traversée de l'évaporateur à fluide caloporteur EVc.

Bien entendu, dans le deuxième mode de fonctionnement dit "déshumidification", les moyens de répartition R sont agencés de manière à ce que, préférentiellement, le premier circuit fermé CF1 comprenne uniquement la branche refroidissement BR et la première branche de conditionnement Bi.

Alternativement, une variante de réalisation du deuxième mode de fonctionnement dit "déshumidification", les moyens de répartition R sont agencés et la première pompe Pi, la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont mises en fonctionnement de manière à ce que le fluide caloporteur circule uniquement dans le deuxième circuit fermé CF2.

Dans une variante de réalisation du deuxième mode de fonctionnement dit "déshumidification" illustrée à la figure 8, les moyens de répartition R sont agencés et la première pompe Pi, la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont mises en fonctionnement de manière à ce que le fluide caloporteur circule dans trois circuits fermés distincts à savoir : - le deuxième circuit fermé CF2, comprenant la branche principale BP et la branche de chauffage BC, - le troisième circuit fermé CF3, comprenant la deuxième de conditionnement B2 et la troisième branche de conditionnement B3, et le quatrième circuit fermé CF4, comprenant la première branche de conditionnement B1 et la branche de refroidissement BR.

Selon un troisième mode de fonctionnement dit "déshumidification" illustré à la figure 9, la chaleur produite par le fonctionnement de l'organe de propulsion ICE est mise à profit pour assurer le réchauffage du flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle. Préférentiellement, dans le troisième mode de fonctionnement dit "déshumidification", le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle est refroidi au contact de l'évaporateur intérieur EVi. À cet effet, les moyens de répartition R sont agencés et la première pompe P1, la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont mises en fonctionnement de manière à assurer la circulation du fluide caloporteur dans trois circuits fermés distincts à savoir : le quatrième circuit fermé CF4, comprenant la première branche de conditionnement B1 et la branche de refroidissement BR, le cinquième circuit fermé CF5, comprenant la branche chauffage BC, la quatrième branche de conditionnement B4 et la cinquième branche de conditionnement B5, et éventuellement la branche de dérivation BD, et un sixième circuit fermé CF6, comprenant la branche principale BP, la deuxième de conditionnement B2 et la troisième branche de conditionnement B3.

Par ailleurs, dans le troisième mode de fonctionnement dit "déshumidification", les moyens de distribution D sont agencés de manière à ce que, respectivement, l'évaporateur intérieur EVi et l'évaporateur à fluide caloporteur EVc sont alimentés en fluide réfrigérant ayant subi une détente. La boucle de fluide réfrigérant BF est configurée dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement". L'ensemble de conditionnement selon la présente invention est également conçu 5 pour fonctionner dans un mode de fonctionnement dit "refroidissement de l'habitacle" alors que le véhicule est en phase de roulage électrique notamment. Dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement de l'habitacle" illustré à la figure 10, la boucle de fluide réfrigérant BF est configurée dans le mode de 10 fonctionnement dit "refroidissement", les moyens de distribution D sont agencés de manière à ce que, respectivement, l'évaporateur intérieur EVi et l'évaporateur à fluide caloporteur EVc sont alimentés en fluide réfrigérant ayant subi une détente. Le refroidissement du fluide réfrigérant en sortie du compresseur C est alors assuré dans le condenseur à fluide caloporteur CDc et dans le condenseur 15 extérieur CDe. Dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement de l'habitacle", les moyens de répartition R sont agencés et la première pompe Pi, la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont mises en fonctionnement de manière à assurer la 20 circulation du fluide caloporteur dans deux circuit fermés distincts à savoir : - le quatrième circuit fermé CF4, comprenant la première branche de conditionnement B1 et la branche de refroidissement BR, et - le sixième circuit fermé CF6, comprenant la branche principale BP et la troisième branche de conditionnement B3 et/ou la deuxième branche de 25 conditionnement B2. Optionnellement, ans le mode de fonctionnement dit "refroidissement de l'habitacle", les moyens de répartition R sont agencés et la première pompe Pi, la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont mises en fonctionnement 30 de manière à assurer la circulation du fluide caloporteur dans : - le cinquième circuit fermé CF5, comprenant la branche chauffage BC, la quatrième branche de conditionnement B4 et la cinquième branche de conditionnement B5, et éventuellement la branche de dérivation BD, et Ainsi, la chaleur extraite du flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle, des unités fonctionnelles du véhicule, en particulier de l'unité de batterie et de l'unité de propulsion électrique, est évacuée dans le flux d'air extérieur à travers le premier radiateur R1 et/ou le deuxième radiateur R2.

Il doit être remarqué que le troisième mode de fonctionnement dit "déshumidification" peut être utilisé par intermittence avec le mode de fonctionnement dit "refroidissement de l'habitacle" afin de procéder au dégivrage de l'évaporateur intérieur EVi.

Bien entendu, divers autres formes de réalisation et modes de fonctionnement de l'ensemble de conditionnement selon la présente invention peuvent être envisagés dans le cadre des revendications annexées. Par ailleurs, la boucle de fluide réfrigérant BF peut comporter une bouteille permettant de collecter le fluide réfrigérant. Préférentiellement, la bouteille est agencée en aval du condenseur à fluide caloporteur CDc, en particulier en sortie du condenseur à fluide caloporteur CDc. Selon une autre variante de réalisation, la bouteille est agencée en amont du condenseur extérieur CDe.

De plus, la boucle de fluide réfrigérant BF a été décrite avec un condenseur extérieur CDe. Toutefois, un tel composant est optionnel. La présente invention couvre également une boucle de fluide réfrigérant BF dépourvue de condenseur extérieur CDe. Dans une telle configuration, la condensation du fluide réfrigérant se fait dans le condenseur à fluide caloporteur CDc.

Alternativement, la boucle de fluide réfrigérant BF a été décrite avec un condenseur à fluide caloporteur CDc. Toutefois, un tel composant est optionnel. La présente invention couvre également une boucle de fluide réfrigérant BF dépourvue de condenseur à fluide caloporteur CDc. Dans une telle configuration, la condensation du fluide réfrigérant se fait dans condenseur extérieur CDe. A cet égard, la faculté offerte par les moyens de répartition R et la première pompe Pi, la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 de définir des circuits fermés indépendants pour la circulation du fluide caloporteur ainsi que la réversibilité de la boucle de fluide réfrigérant BF peuvent être mise à profit pour prélever sélectivement de la chaleur, au niveau des différentes sources que sont le flux d'air extérieur, le flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle et les unités fonctionnelles, en vue de la restituer à des unités fonctionnelles et/ou au flux d'air intérieur. De plus, la faculté offerte par les moyens de répartition R et la première pompe Pi, la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 de définir des circuits fermés indépendants pour la circulation du fluide caloporteur permet de définir des circuits fermés de refroidissement distincts en fonction des plages de températures de fonctionnement des unités fonctionnelles à refroidir. Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.

Claims (26)

1. REVENDICATIONS1. Ensemble de conditionnement d'un habitacle et d'au moins une unité fonctionnelle (BT, EPT, ICE) d'un véhicule, comprenant une boucle de fluide réfrigérant (BF) comportant un compresseur (C), la boucle de fluide réfrigérant (BF) étant apte à fonctionner au moins dans un mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" et un circuit caloporteur (CC) comprenant au moins une branche principale (BP) comportant au moins une première pompe (Pl) assurant une circulation d'un fluide caloporteur comprenant : - une première branche de conditionnement (B1) comportant au moins un premier échangeur de chaleur (El) apte à assurer un conditionnement thermique de l'unité fonctionnelle (BT, EPT, ICE) du véhicule et, - une branche de chauffage (BC) comportant au moins un échangeur de chaleur intérieur (Ei) apte à assurer un échange de chaleur avec un flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle, caractérisé en ce que le circuit caloporteur (CC) comprend des moyens de répartition (R) aptes à permettre un agencement de l'ensemble de conditionnement au moins dans un premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" dans lequel la boucle de fluide réfrigérant (BF) et le circuit caloporteur (CC) assurent simultanément le chauffage de l'unité fonctionnelle (BT, EPT, ICE) et du flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle.
2. 2. Ensemble de refroidissement/chauffage selon la revendication 1, dans lequel la boucle de fluide réfrigérant (BF) comprend au moins un évaporateur extérieur (EVe)
3. 3. Ensemble de refroidissement/chauffage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la boucle de fluide réfrigérant (BF) comprend un condenseur extérieur (CDe).
4. 4. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, dans lequel la boucle de fluide réfrigérant (BF) comprend un condenseur à fluide caloporteur (CDc), apte à assurer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur.
5. 5. Ensemble de refroidissement/chauffage selon la revendication 3 et 4, dans lequel le condenseur extérieur (CDe) est agencé en aval du condenseur à fluide caloporteur (CDc).
6. 6. Ensemble de conditionnement selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le condenseur à fluide caloporteur (CDc) est agencé dans la boucle de fluide réfrigérant (BF) en aval du compresseur (C),
7. 7. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la boucle de fluide réfrigérant (BF) comprend un évaporateur à fluide caloporteur (EVc), apte à permettre un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant.
8. 8. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconques des revendications précédentes, dans lequel le boucle de fluide réfrigérant (BF) comprend un évaporateur intérieur (EVi), apte à refroidir le flux d'air intérieur destiné à l'habitacle du véhicule.
9. 9. Ensemble de conditionnement selon les revendications 7 et/ou 8, dans lequel la boucle de fluide réfrigérant (BF) comprend des moyens de distribution (D) aptes à assurer l'alimentation en fluide réfrigérant de l'évaporateur extérieur (EVe) et/ou de l'évaporateur à fluide caloporteur (EVc) et/ou de l'évaporateur intérieur (EVi).
10. 10. Ensemble de conditionnement selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le circuit caloporteur (CC) comprend une unité de chauffage électrique (EH).
11. 11. Ensemble de conditionnement selon la revendication 10, dans lequel le l'unité de chauffage électrique (EH) est agencée en aval du condenseur à fluide caloporteur (CDc).
12. 12. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit caloporteur (CC) comprend une branche de refroidissement (BR) raccordée à la première branche de conditionnement (B1) en amont et en aval du premier échangeur de chaleur (El).
13. 13. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit caloporteur (CC) comprend une deuxième branche de conditionnement (B2) comprenant un deuxième échangeur de chaleur (E2), apte à assurer un conditionnement thermique d'une deuxième unité fonctionnelle (BT, EPT, ICE) du véhicule.
14. 14. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit caloporteur (CC) comprend une troisième branche de conditionnement (B3) comprenant un premier radiateur extérieur (R1), apte à assurer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le flux d'air extérieur.
15. 15. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit caloporteur (CC) comprend une quatrième branche de conditionnement (B4) comprenant un troisième échangeur de chaleur (E3), apte à assurer un conditionnement thermique d'une troisième unité fonctionnelle (BT, EPT, ICE) du véhicule.
16. 16. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit caloporteur (CC) comprend une cinquième branche de conditionnement (B5) comprenant un deuxième radiateur extérieur (R2), apte à assurer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le flux d'air extérieur.
17. 17. Ensemble de conditionnement selon la revendication 16, dans lequel le deuxième radiateur extérieur (R2) est agencé en amont de l'évaporateur extérieur (EVe) par rapport au sens de circulation d'un flux d'air extérieur.
18. 18. Ensemble de conditionnement selon les revendications 12 à 17, dans lequel les moyens de répartition (R) sont aptes à assurer la circulation du fluide caloporteur dans la branche principale (BP) et/ou la branche de chauffage (BC) et/ou la branche de refroidissement (BR) et/ou la première branche de conditionnement (B1) et/ou la deuxième branche de conditionnement (B2) et/ou la troisième branche de conditionnement (B3) et/ou la quatrième branche de conditionnement (B4) et/ou la cinquième branche de conditionnement (B5) du circuit caloporteur (CC).
19. 19. Ensemble de conditionnement selon les revendications 12 à 18, dans lequel la branche principale (BP) et la branche de chauffage (BC) et/ou la branche de refroidissement (BR) et/ou la première branche de conditionnement (B1) et/ou la deuxième branche de conditionnement (B2) et/ou la troisième branche de conditionnement (B3) et/ou la quatrième branche de conditionnement (B4) et/ou la cinquième branche de conditionnement (B5) sont agencées en parallèle.
20. 20. Ensemble de conditionnement selon la revendication 18 ou 19, dans lequel les moyens de répartition (R) sont aptes à définir un premier circuit fermé 25 (CF1) comprenant la branche de refroidissement (BR) et la première branche de conditionnement (B1) et/ou la deuxième branche de conditionnement (B2).
21. 21. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconques des revendications 18 à 20, dans lequel les moyens de répartition (R) sont aptes à 30 définir un deuxième circuit fermé (CF2) comprend la branche principale (BP) et la branche de chauffage (BC).
22. 22. Ensemble de conditionnement selon la revendication 20 et 21, dans lequel le premier circuit fermé (CF1) et le deuxième circuit fermé (CF2) sont distincts.
23. 23. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconques des revendications 18 à 22, dans lequel les moyens de répartition (R) sont aptes à définir un troisième circuit fermé (CF3) comprenant la deuxième branche de conditionnement (B2) et la troisième branche de conditionnement (B3).
24. 24. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconques des revendications 18 à 23, dans lequel les moyens de répartition (R) sont aptes à définir un quatrième circuit fermé (CF4) comprenant la première branche de conditionnement (B1) et la branche de refroidissement (BR).
25. 25. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconques des revendications 18 à 24, dans lequel les moyens de répartition (R) sont aptes à définir dans un cinquième circuit fermé (CF5) comprenant la branche chauffage (BC), la quatrième branche de conditionnement (B4) et la cinquième branche de conditionnement (B5).
26. 26. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconques des revendications 18 à 25, dans lequel les moyens de répartition (R) sont aptes à définir un sixième circuit fermé (CF6) comprenant la branche principale (BP), la deuxième de conditionnement (B2) et la troisième branche de conditionnement (B3).