WO2015010907A1 - Dispositif de conditionnement thermique pour vehicule automobile comprenant une machine electrique servant a l'entrainement dudit vehicule - Google Patents

Dispositif de conditionnement thermique pour vehicule automobile comprenant une machine electrique servant a l'entrainement dudit vehicule Download PDF

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WO2015010907A1
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WO
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circuit
heat
exchanger
coolant
branch
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/064737
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Inventor
Mohamed Yahia
Bertrand Nicolas
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Valeo Systemes Thermiques
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00921—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is an extra subcondenser, e.g. in an air duct
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow

Definitions

  • the invention relates to a thermal conditioning device for a motor vehicle comprising an electric machine for driving said vehicle.
  • the battery used to power the electrical machine must be maintained at a certain temperature in order to operate optimally in terms of the level of charge and the service life.
  • thermal regulation problems to be dealt with involve many parameters and the solutions proposed until now are complex and / or of limited performance.
  • the invention aims to solve the above problems and proposes for this purpose a thermal conditioning device for a motor vehicle comprising an electric machine for driving said vehicle, said device comprising:
  • a refrigerant circuit intended at least for conditioning a passenger compartment of the vehicle
  • a first coolant circuit for cooling said electric machine a second heat transfer fluid circuit intended for thermal regulation of a component of a supply circuit, in particular a power supply battery, of said electric machine,
  • said first heat / coolant heat exchanger enabling a first heat exchange between said refrigerant circuit and said second circuit, said circuits being configured to operate said first heat exchanger / condenser at least in a condenser so as to heat said coolant with said refrigerant.
  • the invention thus proposes a more global approach that makes it possible to improve performance while limiting complexity, in particular by making it possible to use a heat pump effect for heating the passenger compartment and the battery through said first heat exchanger.
  • coolant / refrigerant They also offer many potentialities through interconnections that can be
  • said second circuit further comprises a second heat exchanger, configured to warm the passenger compartment of the vehicle,
  • Said second heat exchanger is a heating radiator
  • said second exchanger is mounted in shunt with said first heat exchanger / coolant with respect to said component of the supply circuit of said electric machine
  • said device comprises another heat exchanger, said second heat exchanger / coolant, enabling a heat exchange between said refrigerant circuit and said second circuit, said circuits being configured to operate said second heat exchanger / cooler in a cooler; to cool said coolant with said coolant,
  • Said second heat exchanger / coolant is mounted in shunt with said first heat exchanger / coolant with respect to said component of the supply circuit of said electric machine,
  • said second circuit comprises two pumps, a first of the pumps is located on a branch provided with said component of the supply circuit of the electric machine,
  • said second circuit further comprises a bypass branch of said component of the supply circuit of the electric machine
  • Said bypass branch is provided with a valve, advantageously with an adjustable flow rate
  • said second circuit is further configured to loop said heat transfer fluid through said component of the power supply circuit of the electric machine and said bypass branch with the aid of said first pump, said second circuit being furthermore configured to loop said heat transfer fluid through said component of the power supply circuit of the electric machine and said second heat exchanger / coolant using said first pump,
  • a second of said pumps is located between a branch provided with said first heat exchanger / coolant and a branch provided with said second exchanger configured to heat the passenger compartment of the vehicle,
  • said second circuit is further configured to loop said heat transfer fluid in said branch provided with said first heat exchanger / coolant and said branch provided with said second heat exchanger configured
  • said first circuit comprises a heat exchanger, said first front-face exchanger, said device being configured so that said first front-face exchanger exchanges heat with an external air flow,
  • said first circuit is configured to further cool other electrical components of the vehicle
  • said first circuit comprises a pump
  • said refrigerant circuit comprises a heat exchanger, said second front-face exchanger, said device being configured so that said second front-face exchanger exchanges heat with said air flow;
  • said second front-face exchanger is capable of operating as a condenser and / or an evaporator
  • said refrigerant circuit comprises a first branch provided with said second front-end exchanger, and a second leg, provided with said first heat-exchanger / coolant exchanger, said first and second branches of said refrigerant circuit being shunt-connected between an output of a compressor of said refrigerant circuit and a node of said refrigerant circuit; refrigerant fluid circuit,
  • said refrigerant circuit comprises a reservoir for storing said refrigerant fluid, said device being configured to circulate said refrigerant fluid in said storage tank from said common node between said first and second branches of said refrigerant circuit, said refrigerant circuit comprises a third branch, provided with a heat exchanger, configured to cool the passenger compartment of the vehicle, said third branch being mounted between an inlet of the compressor and said node of the refrigerant circuit,
  • said refrigerant circuit comprises a fourth branch provided with said second heat-exchanger / coolant exchanger, said fourth branch being mounted as a branch of said third branch, between the inlet of the compressor and said node of the refrigerant circuit,
  • said refrigerant circuit comprises a fifth branch making it possible to connect an inlet of said compressor and said second heat exchanger;
  • said refrigerant circuit being further configured to allow, in a first configuration of said refrigerant circuit, the circulation of said refrigerant in a first direction through said second front-face exchanger, bypassing said fifth branch, and in a second configuration of said refrigerant circuit, the circulation of the refrigerant fluid in said second front-face exchanger in the opposite direction, by passing said second branch,
  • said refrigerant circuit comprises an accumulator at the inlet of the compressor
  • said refrigerant circuit is configured to allow circulation
  • said first and second circuits are independent.
  • said first and second circuits are interconnected.
  • said first and second circuits comprise a first branch provided with said electric machine and a second branch provided with said component of the power supply circuit of said electric machine, said branches being mounted in shunt of said first front-face exchanger.
  • said first branch comprises the pump of the first circuit
  • said first and second circuits are configured to allow a loop circulation of said coolant between said first branch and all or part of said second circuit
  • said first branch further comprises a heat generator configured to heat said heat transfer fluid and / or a heat store configured to store heat from said heat transfer fluid and / or to return heat to said heat transfer fluid.
  • said heat generator comprises an electrical resistance, configured to be powered by said electrical machine operating as a generator during
  • said first and second circuits are configured so that said heat generator and said storage device are traversed in series in this order by said heat transfer fluid.
  • FIG. 1 is a schematic view illustrating a first exemplary embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 2 illustrates a first variant embodiment of said device
  • FIG. 3 illustrates a second variant embodiment of said device
  • FIG. 4 illustrates a third embodiment of said device.
  • upstream and downstream are used. By convention, these terms are analyzed in terms of the component concerned, relative to in the sense of the fluid in the circuit concerned and according to the operating mode envisaged.
  • the invention relates to a thermal conditioning device for a motor vehicle comprising an electric machine 1 for driving said vehicle.
  • the invention is intended for vehicles, said electric or hybrid, using a traction system and / or propulsion of the vehicle comprising an electric machine instead of or in addition to the heat engine traditionally used.
  • Said traction and / or propulsion chain is in particular configured to transmit a mechanical torque provided by said electric machine 1 to the wheels of the vehicle.
  • One or more cooling modes of electrical components such as said electrical machine and / or components related to the operation of said electrical machine, such as its battery,
  • One or more heat pump modes for heating, the passenger compartment of the vehicle and / or said electrical components.
  • Said device comprises three circuits, namely:
  • a second heat transfer fluid circuit 4 for thermally regulating a component s of a supply circuit of said electric machine 1, in particular its electric supply battery.
  • Said coolant is a fluid intended to change phases under the conditions of temperature and operating pressure of the refrigerant circuit.
  • This is, for example, the fluid known as R134 or
  • Said coolant is, for example, a liquid, especially a mixture of water and antifreeze, in particular glycol.
  • said first circuit 3 may be configured to cool other components 6, 8 of the vehicle.
  • This is particularly electrical components, that is to say components releasing heat by the Joule effect such as electrical machine 1 and / or said battery 5.
  • It may be more precisely an electronic module 6 for controlling said electric machine and / or the associated electrical circuit (s) and / or an electronic control module of an air conditioning installation of the passenger compartment of the vehicle, said conditioning installation comprising said air conditioning circuit 2.
  • Said electrical machine 1 and said other components 6, 8 are here connected bypassing on two parallel branches 10, 12 of the first circuit 3.
  • Said other components 6, 8 are mounted in series on one of said branches and the electric machine 1 is mounted on the other 12 of said branches.
  • Said first circuit 3 may further comprise a heat exchanger 14, said first front-end exchanger. Said device is configured so that said first front-face exchanger 14 exchanges heat with an external air flow FE. Said first circuit 3 further comprises a pump 16 for driving said heat transfer liquid in said first circuit 3.
  • a first node 18 of said two parallel branches 10, 12 is connected to an output of said pump 16.
  • a second node 21 of said two parallel branches 10, 12, opposite the first node 20, is connected to said first exchanger
  • Said device in particular said second circuit 4, further comprises a first heat exchanger 22, said first heat exchanger / coolant, allowing a first heat exchange between said refrigerant circuit 2 and said second circuit 4.
  • Said circuits 2 , 3, 4, in particular said refrigerant circuit 2 and said second circuit 4 are further configured to operate said first heat exchanger / coolant 22 at least in
  • Condenser so as to heat said coolant with said coolant.
  • Said second circuit 4 further comprises a second heat exchanger 24 configured to heat the passenger compartment of the vehicle, in particular a heating radiator.
  • Said device in particular said second circuit 4, here comprises another heat exchanger 26, said second heat exchanger / coolant, allowing a heat exchange between said refrigerant circuit 2 and said second circuit 4.
  • Said circuits 2, 3 , 4, in particular said refrigerant circuit 2 and said second circuit 4 are further configured to operate said second heat exchanger / coolant 24 at least in a cooler so as to cool said coolant with said refrigerant.
  • said first heat exchanger / coolant 22 and said second heat exchanger coolant heat exchanger 24 are here mounted in parallel with said component s of the supply circuit of said electric machine 1, respectively on first 28, second 30 and third 32 branches of
  • Second circuit 3 said component s of the supply circuit of said electric machine 1 being mounted on a fourth branch 34 of said second circuit 3.
  • Said second circuit 3 here comprises two pumps 36, 38.
  • a first 36 of the pumps is located on said fourth branch 34.
  • Said second circuit 3 is configured to loop said heat transfer fluid
  • first valve 40 is located between said second 30 and said third 32 branches, for example the inlet side of the first pump 36, and / or said second valve 42 is located on said third branch 32, for example on the inlet side of said first pump 36.
  • a second 38 of said pumps is located between said first branch 28 and said second branch 30. Said first and second pumps 36, 38 are configured to circulate said coolant
  • said second circuit 2 is further configured to loop said heat transfer fluid in said first leg 28 and said second leg 30, with the aid of said second pump 38, in particular by virtue of said first 40 and second 42 valves.
  • said second branch 30 is also provided with a heater 31 of the heat transfer liquid, here in series with the first heat exchanger / coolant 22.
  • Said refrigerant circuit 2 is intended at least for a conditioning of a passenger compartment of the vehicle. It includes here for this, in addition to the first 22 and second 26 heat exchanger / coolant, a heat exchanger 44, said second front-end exchanger.
  • Said device is configured so that said second front heat exchanger 44 exchanges heat with said external air flow FE.
  • Said first 14 and second 44 front-face exchangers are here connected in series according to the flow direction of the air flow FE, said second front-face exchanger 44 being intended to be traversed first by said external air flow FE.
  • Said refrigerant circuit 2 comprises a first branch 46 provided with said second front face exchanger 44 and a second branch 48 provided with said first heat exchanger / cooler 22.
  • Said first 46 and second 48 branches of said refrigerant circuit 2 are mounted in shunt between an outlet 52 of a compressor 50 of said refrigerant circuit 2 and a node 53 of said refrigerant circuit 2.
  • Said refrigerant circuit 2 here comprises a third branch 54, provided with a heat exchanger 56, in particular an evaporator, configured to cool the passenger compartment of the vehicle.
  • Said third branch is mounted between an inlet 60 of the compressor and the node 53 of the refrigerant circuit 2, that is to say, the common node between said first branch 46 and said second branch 48 of said refrigerant circuit 2 .
  • the second heat / coolant heat exchanger 26 is advantageously located on a fourth branch 58 connected in a branch of said third branch, that is to say between the inlet 60 of the compressor and the node 53 of the refrigerant circuit 2 .
  • Said refrigerant circuit 2 may furthermore comprise an accumulator 62 of said refrigerant at the inlet of the compressor 50.
  • Said second front-face exchanger 44 is advantageously capable of operating as a condenser and / or an evaporator.
  • said refrigerant circuit 2 here comprises a fifth branch 64 for connecting the inlet of the accumulator 64 and said second front-face exchanger 44.
  • Said refrigerant circuit 2 is further configured to allow:
  • Such a configuration of the refrigerant circuit is particularly advantageous in that it allows a continuity of the refrigerant state. More precisely, at the node 53 of said refrigerant circuit, said fluid will be in the liquid phase whether it is in cooling mode or in pump mode.
  • Said refrigerant circuit may more specifically comprise in this sense a first valve 66, located on the first branch 46 of said refrigerant circuit 2 and / or a second valve 68, located on the second branch 48 of said refrigerant circuit 2, here at the output of the compressor 50. It further comprises a third valve 70 on said fifth branch 64.
  • a pressure reducer 74 may be mounted in parallel with the non-return valve 72a of said first branch 46 of the circuit 2 refrigerant.
  • said refrigerant circuit 2 is furthermore configured here to allow independent circulation of said refrigerant fluid in said first 46, second 48, third 54 and fourth 58 branches of said refrigerant circuit 2, in particular via said valves 66 , 68, mentioned above and / or valves 76, 78 located on said third 54 and fourth 58
  • Said heat exchanger 56 configured to cool the passenger compartment of the vehicle, may be associated with said second heat exchanger 24 configured
  • said first and second circuits 3, 4 are independent. As illustrated in the following figures, said first and second circuits 3, 4 may also be interconnected. We will thus be able to have transfers
  • said first and second circuits 2, 3 comprise:
  • a first branch 80 corresponding to a part of the first circuit 3 comprising, in particular, said pump 16 of the first circuit 3, said electrical machine 1 and / or said components 6, 8 connected in parallel with the latter,
  • Said second branch 82 of said first and second interconnected circuits 5 is provided, for example, with said component 5 of the supply circuit of said electric machine 1.
  • Said first and second branches 80, 82 of said first and second interconnected circuits are here connected in shunt of said first front-face exchanger 14.
  • Said second circuit 2 advantageously comprises a bypass branch 84 of said component 5 of the supply circuit of the electric machine 1.
  • Said second circuit 2 is further configured to loop said heat transfer fluid through said component 5 of the power supply circuit of the electric machine 1 and said bypass branch 84, with the aid of said
  • Said first and second circuits 3, 4 are configured to allow a loop circulation of said coolant between said first branch 80
  • first 86, second 88, third 90 and / or a fourth 92 interconnection valves The circulations mentioned above are here made possible by first 86, second 88, third 90 and / or a fourth 92 interconnection valves.
  • the first interconnection valve 86 is located on said
  • Said second interconnection valve 88 is located on said branch 84 bypass.
  • Said third interconnection valve 90 is located on said fourth branch 34 of said second
  • the fourth valve of connection 94 is located on the first circuit 3 downstream of a node 99 of said first and second branches 80, 82 of said first and second interconnected circuits.
  • the set of valves provided on the second circuit and / or the heat transfer fluid circuits may be configured to allow a regulation of the heat transfer fluid flow through the heat exchanger / coolant heat exchanger 26.
  • Said second valve 88 may in particular be provided at variable rate. It is thus possible to ensure that a low flow rate is obtained through said heat / coolant heat exchanger 26, which makes it possible to have coolant at a very low temperature for cooling the battery and for better operation of the heat exchanger.
  • refrigerant circuit, said heat exchanger / coolant heat exchanger 26 being located in a low pressure portion thereof.
  • said first branch may further comprise a heat generator 98, configured to heat said heat transfer fluid, and / or a heat store 100, configured to store heat from said heat transfer fluid and / or return heat to said coolant.
  • Said heat generator 98 comprises, for example, an electrical resistance, configured to be powered by said machine
  • Said first and second circuits 3, 4 are configured so that said heat generator 98 and said storage 100 are passed in series in this order by said heat transfer fluid.
  • the refrigerant circuit may comprise a storage tank 102 of said refrigerant in place of the accumulator 62.
  • Said device is configured to circulate said refrigerant circuit in said storage tank 102 from said common node 53 between said first 46 and second 48 branches of said refrigerant circuit 2.
  • Said third 54 and fourth 58 branches of said fluid circuit refrigerant are here mounted in shunt between the inlet 60 of the compressor 52 and an outlet 104 of said storage tank of said refrigerant.
  • Said fifth leg 64 is connected directly to the inlet 60 of the compressor 50.
  • the anti-return valve 72 bypassing said regulator 74 has become unnecessary.
  • Said refrigerant circuit 2 may further comprise an internal exchanger 106, intended to allow a heat exchange between said refrigerant taken, on the one hand, upstream of a connection 108 of said fifth branch 64 to the inlet of the compressor 50 and downstream of a first common node 1 10 to said third 54 and fourth 58 branches of said refrigerant circuit 2, and, secondly, upstream of a second common node 1 12 between said third 54 and fourth 58 branches of said refrigerant circuit 2 and downstream of a common node 1 14 between the outlet 1 04 of said refrigerant storage tank 102 and an inlet of the downstream regulator 74, in the direction of circulation of fluid in said second configuration, to said second front face exchanger 44.
  • an internal exchanger 106 intended to allow a heat exchange between said refrigerant taken, on the one hand, upstream of a connection 108 of said fifth branch 64 to the inlet of the compressor 50 and downstream of a first common node 1 10 to said third 54 and fourth 58 branches of said refrigerant circuit 2,
  • the refrigerant circulates in
  • the heat transfer fluid can simultaneously:
  • said heat transfer fluid circulates in distinct loops:
  • the refrigerant fluid then flows from said compressor 50 through the first refrigerant heat exchanger 22, the evaporator 46 and the accumulator 62 to return to the compressor 50.
  • the refrigerant fluid can also flow in parallel in said second front face exchanger 44 and the non-return valve 72a. This latter case is used if the power supplied by the first refrigerant heat exchanger 22 is greater than the required heating power.
  • the refrigerant circulates from said compressor 50 through said first heat exchanger / refrigerant 22, said expander 74, said second front-end heat exchanger 44, and said accumulator 62, via the fifth leg 64, to return to the compressor 50. It then operates as a heat pump.
  • the coolant can circulate simultaneously in various ways as needed. For example, it circulates in distinct loop:
  • the first front-face exchanger 14 is not then traversed by said coolant.
  • a leverage effect on said second heat / coolant heat exchanger 26 from the calories dissipated and / or stored in said first circuit 2 can be further obtained by circulating the coolant 5 in the corresponding branch and, optionally, in branch 54 provided with the condenser.
  • said heat transfer fluid can circulate only in said first 28, second 30 and fourth 34 branches of said second circuit 4 to also allow heating of the battery by the heat pump or only in said first 28 and second 30 branches of said second circuit 4 and said first branch 80 of the first and second interconnected circuits to also allow heat storage from said heat pump.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de conditionnement thermique pour véhicule automobile comprenant une machine électrique (1) servant à l'entraînement dudit véhicule, ledit dispositif comprenant : - un circuit (2) de fluide réfrigérant, destiné au moins au conditionnement d'un habitacle du véhicule, - un premier circuit (3) de fluide caloporteur destiné à un refroidissement de ladite machine électrique (1), - un second (4) circuit de fluide caloporteur destiné à une régulation thermique d'un composant (5) d'un circuit d'alimentation de ladite machine électrique (1), - un échangeur de chaleur (22), dit premier échangeur caloporteur/réfrigérant, permettant un premier échange de chaleur entre ledit circuit (2) de fluide réfrigérant et ledit second circuit (4), lesdits circuits étant configurés pour faire fonctionner ledit premier échangeur caloporteur/réfrigérant (22) au moins en condenseur de manière à réchauffer ledit fluide caloporteur à l'aide dudit fluide réfrigérant.

Description

DISPOSITIF DE CONDITIONNEMENT THERMIQUE POUR VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UNE MACHINE ELECTRIQUE SERVANT A
L'ENTRAINEMENT DUDIT VEHICULE
5 L'invention concerne un dispositif de conditionnement thermique pour véhicule automobile comprenant une machine électrique servant à l'entraînement dudit véhicule.
Dans de tels véhicules, contrairement à ce qui est le cas pour les véhicules muni d'un moteur thermique, les calories dégagées par la machine électrique î o d'entraînement du véhicule ne suffisent pas à elles seules à chauffer l'habitacle du véhicule.
Il a ainsi été envisagé de faire fonctionner des circuits de climatisation de l'habitacle du véhicule en pompe à chaleur pour pallier cet inconvénient. De telles solutions posent cependant des difficultés, notamment de givrage des échangeurs 15 prélevant les calories sur l'air extérieur en mode pompe à chaleur.
Par ailleurs, la batterie servant à alimenter la machine électrique doit être maintenue à certaine température pour fonctionner de façon optimale en termes de niveau de charge et de durée de vie.
Il est encore à noter que de nombreux composants électriques et/ou 20 électroniques, à commencer par la machine électrique d'entraînement du véhicule, dégagent de la chaleur et, même s'ils ne suffisent pas à chauffer l'habitacle en toute circonstance, constituent une source potentielle de calories.
Autrement dit, les problèmes de régulation thermique à traiter font intervenir de nombreux paramètres et les solutions proposées jusqu'à maintenant sont 25 complexes et/ou de performances limitées.
L'invention a pour but de résoudre les problèmes précédents et propose à cette fin un dispositif de conditionnement thermique pour véhicule automobile comprenant une machine électrique servant à l'entraînement dudit véhicule, ledit dispositif comprenant :
30 - un circuit de fluide réfrigérant, destiné au moins au conditionnement d'un habitacle du véhicule,
- un premier circuit de fluide caloporteur destiné à un refroidissement de ladite machine électrique, - un second circuit de fluide caloporteur destiné à une régulation thermique d'un composant d'un circuit d'alimentation, en particulier une batterie d'alimentation électrique, de ladite machine électrique,
- un échangeur de chaleur, dit premier échangeur de chaleur 5 caloporteur/réfrigérant, permettant un premier échange de chaleur entre ledit circuit de fluide réfrigérant et ledit second circuit, lesdits circuits étant configurés pour faire fonctionner ledit premier échangeur caloporteur/réfrigérant au moins en condenseur de manière à réchauffer ledit fluide caloporteur à l'aide dudit fluide réfrigérant.
î o L'invention propose ainsi une approche plus globale permettant d'améliorer les performances tout en limitant la complexité, notamment en permettant d'utiliser un effet de pompe à chaleur pour un réchauffage de l'habitacle et de la batterie grâce audit premier échangeur caloporteur/réfrigérant. Elles offrent par ailleurs de nombreuses potentialités par le biais des interconnexions qui pourront être
15 réalisées entre les circuits de fluide caloporteur.
Selon différents modes de réalisation de l'invention qui pourront être pris ensemble ou séparément :
- ledit second circuit comprend en outre un second échangeur de chaleur, configuré pour réchauffer l'habitacle du véhicule,
20 - ledit second échangeur de chaleur est un radiateur de chauffage,
- ledit second échangeur est monté en dérivation avec ledit premier échangeur caloporteur/réfrigérant par rapport audit composant du circuit d'alimentation de ladite machine électrique,
- ledit dispositif comprend un autre échangeur de chaleur, dit second 25 échangeur caloporteur/réfrigérant, permettant un échange de chaleur entre ledit circuit de fluide réfrigérant et ledit second circuit, lesdits circuits étant configurés pour faire fonctionner ledit second échangeur caloporteur/réfrigérant en refroidisseur de manière à refroidir ledit fluide caloporteur à l'aide dudit fluide réfrigérant,
30 - ledit second échangeur caloporteur/réfrigérant est monté en dérivation avec ledit premier échangeur caloporteur/réfrigérant par rapport audit composant du circuit d'alimentation de ladite machine électrique,
- ledit second circuit comprend deux pompes, - une première des pompes est située sur une branche munie dudit composant du circuit d'alimentation de la machine électrique,
- ledit second circuit comprend en outre une branche de contournement dudit composant du circuit d'alimentation de la machine électrique,
5 - ladite branche de contournement est munie d'une vanne, avantageusement à débit réglable,
- ledit second circuit est en outre configuré pour faire boucler ledit fluide caloporteur à travers ledit composant du circuit d'alimentation de la machine électrique et ladite branche de contournement à l'aide de ladite première pompe, î o - ledit second circuit est en outre configuré pour faire boucler ledit fluide caloporteur à travers ledit composant du circuit d'alimentation de la machine électrique et ledit second échangeur caloporteur/réfrigérant à l'aide de ladite première pompe,
- une seconde desdites pompes est située entre une branche munie dudit 15 premier échangeur caloporteur/réfrigérant et une branche munie dudit second échangeur configuré pour réchauffer l'habitacle du véhicule,
- ledit second circuit est en outre configuré pour faire boucler ledit fluide caloporteur dans ladite branche munie dudit premier échangeur caloporteur/réfrigérant et ladite branche munie dudit second échangeur configuré
20 pour réchauffer l'habitacle du véhicule, à l'aide de ladite seconde pompe,
- ledit premier circuit comprend un échangeur de chaleur, dit premier échangeur de face avant, ledit dispositif étant configuré pour que ledit premier échangeur de face avant échange de la chaleur avec un flux d'air externe,
- ledit premier circuit est configuré pour refroidir en outre d'autres 25 composants électrique du véhicule,
- ledit premier circuit comprend une pompe,
- ledit circuit de fluide réfrigérant comprend un échangeur de chaleur, dit second échangeur de face avant, ledit dispositif étant configuré pour que ledit second échangeur de face avant échange de la chaleur avec ledit flux d'air
30 externe,
- ledit second échangeur de face avant est apte à fonctionner en condenseur et/ou en évaporateur,
- ledit circuit de fluide réfrigérant comprend une première branche, munie dudit second échangeur de face avant, et une seconde branche, munie dudit premier échangeur caloporteur/réfrigérant, lesdites première et seconde branches dudit circuit de fluide réfrigérant étant montées en dérivation entre une sortie d'un compresseur dudit circuit de fluide réfrigérant et un nœud dudit circuit de fluide 5 réfrigérant,
- ledit circuit de fluide réfrigérant comprend un réservoir de stockage dudit fluide réfrigérant, ledit dispositif étant configuré pour faire circuler ledit fluide réfrigérant dans ledit réservoir de stockage depuis ledit nœud commun entre lesdites premières et secondes branches dudit circuit de fluide réfrigérant, î o - ledit circuit de fluide réfrigérant comprend une troisième branche, munie d'un échangeur de chaleur, configuré pour refroidir l'habitacle du véhicule, ladite troisième branche étant montée entre une entrée du compresseur et ledit nœud du circuit de fluide réfrigérant,
- ledit circuit de fluide réfrigérant comprend une quatrième branche munie 15 dudit second échangeur caloporteur/réfrigérant, ladite quatrième branche étant montée en dérivation de ladite troisième branche, entre l'entrée du compresseur et ledit nœud du circuit de fluide réfrigérant,
- ledit circuit de fluide réfrigérant comprend une cinquième branche permettant de relier une entrée dudit compresseur et ledit second échangeur de
20 face avant, ledit circuit de fluide réfrigérant étant en outre configuré pour autoriser, dans une première configuration dudit circuit de fluide réfrigérant, la circulation dudit fluide réfrigérant dans un premier sens à travers ledit second échangeur de face avant, en contournant ladite cinquième branche, et dans une seconde configuration dudit circuit de fluide réfrigérant, la circulation du fluide réfrigérant 25 dans ledit second échangeur de face avant dans le sens opposé, en empruntant ladite seconde branche,
- ledit circuit de fluide réfrigérant comprend un accumulateur en entrée du compresseur,
- ledit circuit de fluide réfrigérant est configuré pour autoriser une circulation
30 indépendante dudit fluide réfrigérant dans lesdites seconde, troisième et quatrième branches dudit circuit de fluide réfrigérant.
Selon un premier mode de réalisation, lesdits premier et second circuits sont indépendants. En variante, lesdits premier et second circuits sont interconnectés.
Selon ladite variante, lesdits premier et second circuits comprennent une première branche munie de ladite machine électrique et une seconde branche 5 munie dudit composant du circuit d'alimentation de ladite machine électrique, lesdites branches étant montées en dérivation dudit premier échangeur de face avant.
Selon différents aspects de cette variante de l'invention qui pourront être pris ensemble ou séparément :
î o - ladite première branche comprend la pompe du premier circuit,
- lesdits premier et second circuits sont configurés pour permettre une circulation en boucle dudit fluide caloporteur entre ladite première branche et tout ou partie dudit second circuit,
- ladite première branche comprend en outre un générateur de chaleur, 15 configuré pour réchauffer ledit fluide caloporteur, et/ou un stockeur de chaleur, configuré pour stocker de la chaleur provenant dudit fluide caloporteur et/ou restituer de la chaleur audit fluide caloporteur.
- ledit générateur de chaleur comprend une résistance électrique, configurée pour être alimentée par ladite machine électrique fonctionnant en générateur lors
20 d'une phase de freinage du véhicule,
- lesdits premier et second circuits sont configurés pour que ledit générateur de chaleur et ledit stockeur soient parcourus en série dans cet ordre par ledit fluide caloporteur.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus 25 clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique illustrant un premier exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention,
- la figure 2 illustre une première variante de réalisation dudit dispositif, 30 - la figure 3 illustre une seconde variante de réalisation dudit dispositif,
- la figure 4 illustre une troisième variante de réalisation dudit dispositif.
Dans la description ci-dessous, les termes amont et aval sont utilisés. Par convention, ces termes s'analysent au regard du composant concerné, par rapport au sens du fluide dans le circuit concerné et selon le mode de fonctionnement envisagé.
Comme illustré aux différentes figures, l'invention concerne un dispositif de conditionnement thermique pour véhicule automobile comprenant une machine 5 électrique 1 servant à l'entraînement dudit véhicule. Autrement dit, l'invention est destinée aux véhicules, dits électrique ou hybride, utilisant une chaîne de traction et/ou propulsion du véhicule comprenant une machine électrique au lieu ou en complément du moteur thermique traditionnellement utilisé. Ladite chaîne de traction et/ou propulsion est en particulier configurée pour transmettre un couple î o mécanique fournie par ladite machine électrique 1 jusqu'aux roues du véhicule.
Le dispositif sera tout d'abord décrit avant de décrire certains de ses modes d'utilisation, parmi lesquels on trouve :
- un ou des modes climatisation, permettant de refroidir l'habitacle du véhicule,
15 - un ou des modes de refroidissement de composants électriques, tels que ladite machine électrique et/ou des composants liés au fonctionnement de ladite machine électrique, comme sa batterie,
- un ou des modes pompe à chaleur, permettant de chauffer, l'habitacle du véhicule et/ou lesdits composants électriques.
20 Ledit dispositif comprend trois circuits, à savoir :
- un circuit 2 de fluide réfrigérant,
- un premier circuit 3 de fluide caloporteur, destiné à un refroidissement de ladite machine électrique,
- un second circuit 4 de fluide caloporteur destiné, à une régulation thermique 25 d'un composant s d'un circuit d'alimentation de ladite machine électrique 1 , en particulier sa batterie d'alimentation électrique.
Ledit fluide réfrigérant est un fluide destiné à changer de phases dans les conditions de température et de pression d'utilisation du circuit de fluide réfrigérant. Il s'agit, par exemple, du fluide connu sous le nom de R134 ou
30 R1234yf. Ledit fluide caloporteur est, par exemple, un liquide, notamment un mélange d'eau et d'antigel, en particulier de glycol.
Comme illustré à la figure 1 , ledit premier circuit 3 pourra être configuré pour refroidir d'autres composants 6, 8 du véhicule. Il s'agit en particulier de composants électriques, c'est-à-dire des composants dégageant de la chaleur par effet Joule comme ladite machine électrique 1 et/ou ladite batterie 5. Il pourra s'agir plus précisément d'un module électronique 6 de commande de ladite machine électrique et/ou du ou des circuits électriques associés et/ou d'un module 5 électronique de commande d'une installation de conditionnement d'air de l'habitacle du véhicule, ladite installation de conditionnement comprenant ledit circuit 2 de climatisation.
Ladite machine électrique 1 et lesdits autres composants 6, 8 sont ici montés en dérivation sur deux branches parallèles 10, 12 du premier circuit 3. Lesdits î o autres composants 6, 8 sont montés, en série, sur l'une 10 desdites branches et la machine électrique 1 est monté sur l'autre 12 desdites branches.
Ledit premier circuit 3 pourra en outre comprendre un échangeur de chaleur 14, dit premier échangeur de face avant. Ledit dispositif est configuré pour que ledit premier échangeur de face avant 14 échange de la chaleur avec un flux 15 d'air externe FE. Ledit premier circuit 3 comprend une outre une pompe 16 d'entraînement dudit liquide caloporteur dans ledit premier circuit 3.
Un premier nœud 18 desdites deux branches parallèles 10, 12 est relié à une sortie de ladite pompe 16. Un second nœud 21 desdites deux branches parallèles 10, 12, opposé au premier nœud 20, est relié audit premier échangeur
20 de face avant 14. Ce dernier est relié à l'entrée de ladite pompe 16. Autrement dit, ici, ledit fluide caloporteur circule en série depuis ladite pompe 16 à travers lesdites deux branches parallèles 10, 12 puis ledit premier échangeur de face avant 14 pour retourner à ladite pompe 16.
Ledit dispositif, en particulier ledit second circuit 4, comprend en outre un 25 premier échangeur de chaleur 22, dit premier échangeur caloporteur/réfrigérant, permettant un premier échange de chaleur entre ledit circuit de fluide réfrigérant 2 et ledit second circuit 4. Lesdits circuits 2, 3, 4, en particulier ledit circuit de fluide réfrigérant 2 et ledit second circuit 4, sont en outre configurés pour faire fonctionner ledit premier échangeur caloporteur/réfrigérant 22 au moins en
30 condenseur de manière à réchauffer ledit fluide caloporteur à l'aide dudit fluide réfrigérant.
Ledit second circuit 4 comprend en outre un second échangeur 24 de chaleur configuré pour réchauffer l'habitacle du véhicule, en particulier un radiateur de chauffage.
Ledit dispositif, en particulier ledit second circuit 4, comprend ici un autre échangeur de chaleur 26, dit second échangeur caloporteur/réfrigérant, permettant un échange de chaleur entre ledit circuit 2 de fluide réfrigérant et ledit 5 second circuit 4. Lesdits circuits 2, 3, 4, en particulier ledit circuit de fluide réfrigérant 2 et ledit second circuit 4, sont en outre configurés pour faire fonctionner ledit second échangeur caloporteur/réfrigérant 24 au moins en refroidisseur de manière à refroidir ledit fluide caloporteur à l'aide dudit fluide réfrigérant.
î o Ledit second échangeur 24 configuré pour réchauffer l'habitacle du véhicule, ledit premier échangeur caloporteur/réfrigérant 22 et ledit second échangeur réfrigérant caloporteur 24 sont ici montés en dérivation par rapport audit composant s du circuit d'alimentation de ladite machine électrique 1 , respectivement sur des première 28, seconde 30 et troisième 32 branches du
15 second circuit 3, ledit composant s du circuit d'alimentation de ladite machine électrique 1 étant montée sur une quatrième branche 34 dudit second circuit 3.
Ledit second circuit 3 comprend ici deux pompes 36, 38. Une première 36 des pompes est située sur ladite quatrième branche 34.
Ledit second circuit 3 est configuré pour faire boucler ledit fluide caloporteur
20 à travers ledit composant 5 du circuit d'alimentation de la machine électrique 1 et ledit second échangeur caloporteur/réfrigérant 26, à l'aide de ladite première pompe 36. Il comprend ici pour cela une première vanne 40 et une seconde vanne 42. Ladite première vanne 40 est située entre ladite seconde 30 et ladite troisième 32 branches, par exemple côté entrée de la première pompe 36, et/ou 25 ladite seconde vanne 42 est située sur ladite troisième branche 32, par exemple côté entrée de ladite première pompe 36.
Une seconde 38 desdites pompes est située entre ladite première branche 28 et ladite seconde branche 30. Lesdites première et seconde pompes 36, 38 sont configurées pour faire circuler ledit fluide caloporteur
30 simultanément dans lesdites seconde 30 et/ou troisième 32 branches.
On remarque que ledit second circuit 2 est en outre configuré pour faire boucler ledit fluide caloporteur dans ladite première branche 28 et ladite seconde branche 30, à l'aide de ladite seconde pompe 38, notamment grâce auxdites première 40 et seconde 42 vannes.
De façon optionnelle, ladite seconde branche 30 est également munie d'un réchauffeur 31 du liquide caloporteur, ici en série avec le premier échangeur caloporteur/réfrigérant 22.
5 Ledit circuit 2 de fluide réfrigérant est destiné au moins à un conditionnement d'un habitacle du véhicule. Il comprend ici pour cela, outre les premier 22 et second 26 échangeur caloporteur/réfrigérant, un échangeur de chaleur 44, dit second échangeur de face avant.
Ledit dispositif est configuré pour que ledit second échangeur de face î o avant 44 échange de la chaleur avec ledit flux d'air externe FE. Lesdits premier 14 et second 44 échangeurs de face avant sont ici montés en série selon le sens de circulation du flux d'air FE, ledit second échangeur de face avant 44 étant destiné à être parcouru en premier par ledit flux d'air externe FE.
Ledit circuit 2 de fluide réfrigérant comprend une première branche 46, munie 15 dudit second échangeur de face avant 44, et une seconde branche 48, munie dudit premier échangeur caloporteur/réfrigérant 22. Lesdites première 46 et seconde 48 branches dudit circuit de fluide réfrigérant 2 sont montées en dérivation entre une sortie 52 d'un compresseur 50 dudit circuit 2 de fluide réfrigérant et un nœud 53 dudit circuit 2 de fluide réfrigérant.
20 Ledit circuit 2 de fluide réfrigérant comprend ici une troisième branche 54, munie d'un échangeur de chaleur 56, en particulier un évaporateur, configuré pour refroidir l'habitacle du véhicule. Ladite troisième branche est montée entre une entrée 60 du compresseur et le nœud 53 du circuit 2 de fluide réfrigérant, c'est-à- dire, le nœud commun entre ladite première branche 46 et ladite seconde 25 branche 48 dudit circuit 2 de fluide réfrigérant.
Le second échangeur de chaleur caloporteur/réfrigérant 26 est avantageusement situé sur une quatrième branche 58 montée en dérivation de ladite troisième branche, c'est-à-dire, entre l'entrée 60 du compresseur et le nœud 53 du circuit 2 de fluide réfrigérant.
30 Ledit circuit 2 de fluide réfrigérant pourra en outre comprend un accumulateur 62 dudit fluide réfrigérant, en entrée du compresseur 50.
Ledit second échangeur de face avant 44 est avantageusement apte à fonctionner en condenseur et/ou en évaporateur. Pour cela, ledit circuit 2 de fluide réfrigérant comprend ici une cinquième branche 64 permettant de relier l'entrée de l'accumulateur 64 et ledit second échangeur de face avant 44.
5 Ledit circuit 2 de fluide réfrigérant est en outre configuré pour autoriser :
- dans une première configuration dudit circuit de fluide réfrigérant, la circulation dudit fluide réfrigérant dans un premier sens à travers ledit second échangeur de face avant 44, à savoir de haut en bas sur la figure, ceci en contournant ladite cinquième branche 64, par l'intermédiaire d'une partie de la î o première branche 46 dudit circuit 2 de fluide réfrigérant reliée à la sortie du compresseur 50, et
- dans une seconde configuration dudit circuit de fluide réfrigérant, la circulation du fluide réfrigérant dans ledit second échangeur de face avant 44 dans le sens opposé, en empruntant ladite seconde branche 64 en retour vers le
15 compresseur 50.
Une telle configuration du circuit réfrigérant est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet d'avoir une continuité de l'état du fluide réfrigérant. Plus précisément, au niveau du nœud 53 dudit circuit de fluide réfrigérant, ledit fluide sera en phase liquide que l'on soit en mode climatisation ou en mode pompe à
20 chaleur. Les changements de mode seront de la sorte facilités.
Un tel résultat est en particulier rendu possible par la mise en parallèle des première 46 et seconde 48 branches entre la sortie de l'évaporateur 50 et le nœud 53 dudit circuit de fluide réfrigérant, ceci combiné :
au raccordement de la troisième 54 et/ou quatrième 58 branche à 25 l'entrée du compresseur, depuis le nœud 53 du circuit de fluide réfrigérant où se raccorde la première 46 et la seconde 48 branches, la présence de la cinquième branche de liaison 64, l'utilisation d'un ensemble de vannes permettant d'inverser la circulation du fluide dans le second échangeur de face avant 44 et,
30 avantageusement, de faire passer ou non le fluide dans chacune des branches.
A ce sujet, il est à noter que ladite configuration permet de limiter le nombre de vannes à employer pour réaliser les fonctions désirées. Ledit circuit de fluide réfrigérant pourra plus précisément comprendre en ce sens une première vanne 66, située sur la première branche 46 dudit circuit 2 de fluide réfrigérant et/ou une seconde vanne 68, située sur la seconde branche 48 dudit circuit 2 de fluide réfrigérant, ici en sortie du compresseur 50. Il comprend en 5 outre une troisième vanne 70 sur ladite cinquième branche 64.
Il comprend encore ici des vannes anti retour 72a, 72b sur chacune desdites première 46 et seconde 48 branches, du côté dudit nœud commun 53. Un détendeur 74 pourra être monté en dérivation de la vanne anti retour 72a de ladite première branche 46 du circuit 2 de fluide réfrigérant.
î o Ledit circuit 2 de fluide réfrigérant est en outre ici configuré pour autoriser une circulation indépendante dudit fluide réfrigérant dans lesdites première 46, seconde 48, troisième 54 et quatrième 58 branches dudit circuit 2 de fluide réfrigérant, notamment par l'intermédiaire desdites vannes 66, 68, mentionnées plus haut et/ou de vannes 76, 78 situés sur lesdites troisième 54 et quatrième 58
15 branches du circuit 2 de fluide réfrigérant, en particulier du côté dudit nœud 53 commun auxdites première 46 et seconde 48 branches du circuit 2 de fluide réfrigérant.
Ledit échangeur de chaleur 56, configuré pour refroidir l'habitacle du véhicule, pourra être associé audit second échangeur 24 de chaleur configuré
20 pour réchauffer l'habitacle du véhicule dans un boîtier de conditionnement d'air, non-représenté, pour diriger un flux d'air FH, de température régulée grâce au dispositif conforme à l'invention, en direction de l'habitacle du véhicule.
Comme cela sera développé plus bas, on comprend qu'avec un tel dispositif, on peut effectuer à la fois une régulation thermique de l'habitacle du véhicule et de 25 la batterie 5, entre autres, ceci tout en utilisant un effet de pompe à chaleur apportée par ledit premier échangeur caloporteur/réfrigérant 22.
A la figure 1 , lesdits premier et second circuits 3, 4 sont indépendants. Comme illustré aux figures suivantes, lesdits premier et second circuits 3, 4 pourront aussi être interconnectés. On pourra ainsi disposer de transferts
30 thermiques entre lesdits circuits.
Comme illustré à la figure 2, lesdits premier et second circuits 2, 3, comprennent :
- une première branche 80 correspondant à une partie du premier circuit 3 comprenant, en particulier, ladite pompe 16 du premier circuit 3, ladite machine électrique 1 et/ou lesdits composants 6, 8 montés en parallèle de cette dernière,
- une seconde branche 82, reliant lesdits premier et second circuits 3, 4.
Ladite seconde branche 82 dudit premier et second circuits interconnectés 5 est munie, par exemple, dudit composant 5 du circuit d'alimentation de ladite machine électrique 1 .
Lesdites premières et secondes branches 80, 82 dudit premier et second circuits interconnectés sont ici montées en dérivation dudit premier échangeur de face avant 14.
î o Ledit second circuit 2 comprend avantageusement une branche de contournement 84 dudit composant 5 du circuit d'alimentation de la machine électrique 1 . Ledit second circuit 2 est en outre configuré pour faire boucler ledit fluide caloporteur à travers ledit composant 5 du circuit d'alimentation de la machine électrique 1 et ladite branche de contournement 84, à l'aide de ladite
15 première pompe 36 dudit second circuit 4. On pourra de la sorte effectuer une homogénéisation dudit composant 5 du circuit d'alimentation de la machine électrique 1 .
Lesdits premier et second circuits 3, 4 sont configurés pour permettre une circulation en boucle dudit fluide caloporteur entre ladite première branche 80
20 dudit premier et second circuits interconnectés et tout ou partie dudit second circuit 3, notamment sa troisième branche 32.
Les circulations évoquées plus haut sont ici rendues possibles par des première 86, seconde 88, troisième 90 et/ou une quatrième 92 vannes d'interconnexion. La première vanne d'interconnexion 86 est située sur ladite
25 seconde branche 82 dudit premier et second circuits interconnectés, entre ledit premier circuit 3 et ladite quatrième branche 34 dudit second circuit 4, côté entrée de la pompe 16 du premier circuit 2. Ladite seconde vanne d'interconnexion 88 est située sur ladite branche 84 de contournement. Ladite troisième vanne d'interconnexion 90 est située sur ladite quatrième branche 34 dudit second
30 circuit 4 du côté du composant s du circuit d'alimentation de la machine électrique 1 opposé à la première pompe 36 dudit second circuit 4, ici en aval d'un point de connexion 96 dudit circuit de contournement 84 et en amont d'une partie 97 d'interconnexion au premier circuit 3. La quatrième vanne de connexion 94 est situé sur le premier circuit 3 en aval d'un nœud 99 desdites premières et secondes branches 80, 82 dudit premier et second circuits interconnectés.
L'ensemble de vannes prévues sur le second circuit et/ou les circuits de 5 fluide caloporteur, pourra être configuré pour autoriser une régulation du débit de fluide caloporteur à travers l'échangeur de chaleur caloporteur/réfrigérant 26. Ladite seconde vanne 88 pourra en particulier être prévue à débit variable. On peut ainsi faire en sorte d'avoir un débit faible à travers ledit échangeur de chaleur caloporteur/réfrigérant 26, ce qui permet d'avoir du liquide caloporteur à une î o température très faible pour le refroidissement de la batterie et un meilleur fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant, ledit échangeur de chaleur caloporteur/réfrigérant 26 étant situé dans une partie basse pression de ce dernier.
Comme illustré à la figure 3, ladite première branche pourra en outre 15 comprendre un générateur de chaleur 98, configuré pour réchauffer ledit fluide caloporteur, et/ou un stockeur de chaleur 100, configuré pour stocker de la chaleur provenant dudit fluide caloporteur et/ou restituer de la chaleur audit fluide caloporteur. Ledit générateur de chaleur 98 comprend, par exemple, une résistance électrique, configurée pour être alimentée par ladite machine
20 électrique 1 , fonctionnant en générateur lors d'une phase de freinage du véhicule.
Lesdits premier et second circuits 3, 4 sont configurés pour que ledit générateur de chaleur 98 et ledit stockeur 100 soient parcourus en série dans cet ordre par ledit fluide caloporteur.
On comprend qu'une telle solution permet de stocker de la chaleur pendant 25 les phases de fonctionnement du véhicule le permettant et de la restituer quand nécessaire.
Comme illustré à la figure 4, le circuit de fluide réfrigérant pourra comprendre un réservoir de stockage 102 dudit fluide réfrigérant à la place de l'accumulateur 62.
30 Ledit dispositif est configuré pour faire circuler ledit circuit de fluide réfrigérant dans ledit réservoir de stockage 102 depuis ledit nœud commun 53 entre lesdites première 46 et seconde 48 branches dudit circuit réfrigérant 2.
Lesdites troisième 54 et quatrième 58 branches dudit circuit de fluide réfrigérant sont ici montées en dérivation entre l'entrée 60 du compresseur 52 et une sortie 104 dudit réservoir de stockage dudit fluide réfrigérant. Ladite cinquième branche 64 est connectée directement à l'entrée 60 du compresseur 50. La vanne anti retour 72 en contournement dudit détendeur 74 est 5 devenue inutile.
Ledit circuit de fluide réfrigérant 2 pourra en outre comprendre un échangeur interne 106, destiné à permettre un échange de chaleur entre ledit fluide réfrigérant pris, d'une part, en amont d'une connexion 108 de ladite cinquième branche 64 à l'entrée du compresseur 50 et en aval d'un premier nœud î o commun 1 10 auxdites troisième 54 et quatrième 58 branches dudit circuit de fluide réfrigérant 2, et, d'autre part, en amont d'un second nœud commun 1 12 entre lesdites troisièmes 54 et quatrièmes 58 branches dudit circuit de fluide réfrigérant 2 et en aval d'un nœud commun 1 14 entre la sortie 1 04 dudit réservoir de stockage de fluide réfrigérant 102 et une entrée du détendeur 74 lié en aval, selon 15 le sens de circulation de fluide dans ladite seconde configuration, audit second échangeur de face avant 44.
On évoque dans la suite différents modes de fonctionnement du dispositif conforme à l'invention en relation avec le mode de réalisation de la figure 3.
Selon un premier mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant circule en
20 série depuis le compresseur 50 à travers le second échangeur de face avant 44, la vanne anti-retour 72a, l'évaporateur 56 et l'accumulateur 62 pour revenir au compresseur 50. On est alors dans un mode de fonctionnement classique pour un conditionnement de l'habitacle du véhicule.
De son côté, le fluide caloporteur pourra simultanément :
25 - circuler en boucle dans le premier circuit 3 et en boucle dans ladite batterie 5 et sa branche de contournement 84 pour effectuer une homogénéisation de la batterie, ou
- circuler dans ledit premier circuit 3 et ladite batterie 5 en passant par ladite seconde branche 82 dudit premier et second circuits interconnectés, pour
30 effectuer un refroidissement de la batterie 5 à l'aide du premier échangeur de face avant 44, ou
- dans le premier circuit 3 et en boucle entre la batterie 5 et ledit second échangeur caloporteur/réfrigérant 26, ledit fluide réfrigérant passant en outre dans ledit second échangeur caloporteur/réfrigérant 26 pour effectuer un refroidissement de la batterie 5 à l'aide dudit second échangeur caloporteur/réfrigérant 26.
Selon un autre mode de fonctionnement, permettant une déshumidification 5 de l'habitacle, ledit fluide caloporteur circule en boucles distinctes :
- dans ledit premier circuit 3,
- entre ladite batterie 5 et sa branche de contournement 84, et/ou
- entre ledit premier échangeur caloporteur/réfrigérant 22 et ledit radiateur de chauffage 24.
î o Le fluide réfrigérant circule alors depuis ledit compresseur 50 à travers le premier échangeur de chaleur caloporteur réfrigérant 22, l'évaporateur 46 et l'accumulateur 62 pour revenir au compresseur 50.
Il y aura alors déshumidification de l'air par l'évaporateur 46 et réchauffage de l'air par le radiateur de chauffage 24 alimenté en fluide caloporteur chauffé par
15 premier échangeur de chaleur caloporteur/réfrigérant 22.
Dans ce mode, le fluide réfrigérant pourra aussi circuler, en parallèle, dans ledit second échangeur de face avant 44 et la vanne anti retour 72a. Ce dernier cas est utilisé si la puissance fournie par le premier échangeur de chaleur caloporteur réfrigérant 22 est supérieure à la puissance de chauffage requise. Il y
20 aura alors déversement du surplus de puissance de chauffage en face avant.
Selon un autre mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant circule depuis ledit compresseur 50 à travers ledit premier échangeur caloporteur/réfrigérant 22, ledit détendeur 74, ledit second échangeur de face avant 44, et ledit accumulateur 62, en passant par la cinquième branche 64, pour revenir au 25 compresseur 50. On fonctionne alors en pompe à chaleur.
Le fluide caloporteur pourra circuler simultanément de diverses façons en fonction des besoins. A titre d'exemple, il circule en boucle distinctes :
- dans ladite première branche 80 des premier et second circuits interconnectés et ladite troisième branche 32 dudit second circuit 4,
30 - entre ladite batterie 5 et sa branche de contournement 84, et/ou
- entre ledit premier échangeur caloporteur/réfrigérant 22 et ledit radiateur de chauffage 24, pour le chauffage, notamment, de l'habitacle.
Le premier échangeur de face avant 14 n'est alors pas parcouru par ledit fluide caloporteur.
Un effet de levier sur ledit second échangeur de chaleur caloporteur/réfrigérant 26 à partir des calories dissipées et/ou stockés dans ledit premier circuit 2 pourra de plus être obtenu en faisant circuler le fluide réfrigérant 5 dans la branche correspondante ainsi que, éventuellement, dans la branche 54 munie du condenseur.
En alternative, ledit fluide caloporteur peut circuler, uniquement, dans lesdites première 28, seconde 30 et quatrième 34 branches dudit second circuit 4 pour permettre également un chauffage de la batterie par la pompe à chaleur ou î o uniquement dans lesdites première 28 et seconde 30 branches dudit second circuit 4 et ladite première branche 80 des premier et second circuits interconnectés pour permettre également un stockage de chaleur à partir de ladite pompe à chaleur.
D'autres modes de fonctionnement sont encore possibles, notamment 15 permettant un fonctionnement en mode pompe à chaleur tout en évitant le givrage du second échangeur de face avant 44, avec un mode de circulation du fluide réfrigérant semblable en tout ou partie à celui permettant la déshumidification et une circulation du fluide caloporteur selon tout ou partie des circulations déjà évoquées en relation avec le fonctionnement en pompe à chaleur.
20 II est encore possible de ne pas faire circuler le fluide réfrigérant. On se sert alors uniquement des calories du stockeur 100 pour les besoins en chauffage. On pourra d'ailleurs ne pas faire circuler le fluide caloporteur dans le second circuit 4 si sa température est légèrement inférieure à la température ambiante.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de conditionnement thermique pour véhicule automobile comprenant une machine électrique (1 ) servant à l'entraînement dudit véhicule, 5 ledit dispositif comprenant :
- un circuit (2) de fluide réfrigérant, destiné au moins au conditionnement d'un habitacle du véhicule,
- un premier circuit (3) de fluide caloporteur destiné à un refroidissement de ladite machine électrique (1 ),
î o - un second (4) circuit de fluide caloporteur destiné à une régulation thermique d'un composant (5) d'un circuit d'alimentation de ladite machine électrique (1 ),
- un échangeur de chaleur (22), dit premier échangeur caloporteur/réfrigérant, permettant un premier échange de chaleur entre ledit
15 circuit (2) de fluide réfrigérant et ledit second circuit (4), lesdits circuits étant configurés pour faire fonctionner ledit premier échangeur caloporteur/réfrigérant (22) au moins en condenseur de manière à réchauffer ledit fluide caloporteur à l'aide dudit fluide réfrigérant.
20 2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel ledit second circuit (4) comprend un second échangeur de chaleur (24), configuré pour réchauffer l'habitacle du véhicule.
3. Dispositif selon la revendication 2 dans lequel ledit second 25 échangeur (24) est monté en dérivation avec ledit premier échangeur (22) par rapport audit composant (5) du circuit d'alimentation de ladite machine électrique
(1 )-
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 dans
30 lequel ledit second circuit (4) comprend une première pompe (36) située sur une branche (34) munie dudit composant (5) du circuit d'alimentation de la machine électrique (1 ), ledit second circuit (4) comprenant en outre une branche de contournement (84) dudit composant (5) du circuit d'alimentation de la machine électrique (1 ), ladite branche étant munie d'une vanne à débit réglable.
5. Dispositif selon la revendication 4 dans lequel ledit second circuit (4) est en outre configuré pour faire boucler ledit fluide caloporteur à travers ledit
5 composant (5) du circuit d'alimentation de la machine électrique (1 ) et ladite branche de contournement (84) à l'aide de ladite première pompe (36).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5 dans lequel ledit second circuit (4) est en outre configuré pour faire boucler ledit fluide î o caloporteur à travers ledit composant (5) du circuit d'alimentation de la machine électrique (1 ) et un autre échangeur de chaleur (26), dit second échangeur caloporteur/réfrigérant, à l'aide de ladite première pompe (36), ledit second échangeur caloporteur/réfrigérant (26) permettant un échange de chaleur entre ledit circuit (2) de fluide réfrigérant et ledit second circuit (4), lesdits circuits étant
15 configurés pour faire fonctionner ledit second échangeur caloporteur/réfrigérant (26) en refroidisseur de manière à refroidir ledit fluide caloporteur à l'aide dudit fluide réfrigérant.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 dans 20 lequel une seconde pompe (38) dudit second circuit (4) est située entre une branche (30) munie dudit premier échangeur caloporteur/réfrigérant (22) et une branche (28) munie dudit second échangeur (24) configuré pour réchauffer l'habitacle du véhicule.
25 8. Dispositif selon la revendication 7 dans lequel ledit second circuit (4) est en outre configuré pour faire boucler ledit fluide caloporteur dans ladite branche (30) munie dudit premier échangeur caloporteur/réfrigérant (22) et ladite branche (28) munie dudit second échangeur (24) configuré pour réchauffer l'habitacle du véhicule, à l'aide de ladite seconde pompe.
30
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel lesdits premier et second circuits (3, 4) sont interconnectés.
10. Dispositif selon la revendication 9 dans lequel lesdits premier et second circuits (3, 4) comprennent une première branche (80) munie de ladite machine électrique (1 ) et une seconde branche (82) munie dudit composant (5) du circuit d'alimentation de ladite machine électrique (1 ), lesdites branches (80, 82)
5 étant montées en dérivation d'un échangeur de chaleur (14), dit premier échangeur de face avant.
1 1 . Dispositif selon la revendication 10 dans lequel lesdits premier et second circuits (3, 4) sont configurés pour permettre une circulation en boucle î o dudit fluide caloporteur entre ladite première branche (80) et tout ou partie dudit second circuit (4).
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 ou 1 1 dans lequel ladite première branche (80) comprend en outre un générateur de chaleur
15 (98), configuré pour réchauffer ledit fluide caloporteur, et/ou un stockeur de chaleur (100), configuré pour stocker de la chaleur provenant dudit fluide caloporteur et/ou restituer de la chaleur audit fluide caloporteur.
13. Dispositif selon la revendication 12 dans lequel lesdits premier et
20 second circuits (3, 4) sont configurés pour que ledit générateur de chaleur (98) et ledit stockeur (100) soient parcourus en série dans cet ordre par ledit fluide caloporteur.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 25 dans lequel ledit circuit de fluide réfrigérant (3) comprend une première branche
(46) munie d'un échangeur de chaleur (46), dit second échangeur de face avant, ledit dispositif étant configuré pour que ledit second échangeur de face avant (46) échange de la chaleur avec un flux d'air externe, et une seconde branche (48) munie dudit premier échangeur caloporteur/réfrigérant (22), lesdites première et
30 seconde branches (46, 48) dudit circuit de fluide réfrigérant étant montées en dérivation entre une sortie d'un compresseur (50) dudit circuit de fluide réfrigérant et un nœud (53) dudit circuit de fluide réfrigérant.
15. Dispositif selon la revendication 14 dans lequel ledit second échangeur de face avant (44) est apte à fonctionner en condenseur et/ou en évaporateur.
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