EP4646335A1 - Systeme de gestion thermique pour vehicule - Google Patents

Systeme de gestion thermique pour vehicule

Info

Publication number
EP4646335A1
EP4646335A1 EP23817773.7A EP23817773A EP4646335A1 EP 4646335 A1 EP4646335 A1 EP 4646335A1 EP 23817773 A EP23817773 A EP 23817773A EP 4646335 A1 EP4646335 A1 EP 4646335A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid
circulation loop
heat exchanger
loop
transfer fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23817773.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Moussa Nacer-Bey
Kamel Azzouz
Gael Durbecq
Sebastien GARNIER
Julien Tissot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP4646335A1 publication Critical patent/EP4646335A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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 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
    • B60H1/00885—Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
    • 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 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 devices
    • B60H1/00485—Valves for air-conditioning devices, e.g. thermostatic valves
    • 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 devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3228—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B60H1/32281—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising a single secondary circuit, e.g. at evaporator or condenser side
    • 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 devices
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units

Definitions

  • the present invention relates to a thermal management system for a vehicle.
  • the vehicle may be land, sea or air.
  • the invention aims in particular at such an aim.
  • the subject of the invention is thus an assembly, in particular for a vehicle, comprising:
  • a heat exchanger configured to allow heat exchange between, on the one hand, a flow of a first heat transfer fluid, in particular water-based, within the heat exchanger, and, on the other hand , a flow of a second heat transfer fluid, in particular a refrigerant fluid or a dielectric fluid, within the heat exchanger,
  • degassing tank in which the first heat transfer fluid can circulate to undergo degassing making it possible to separate a gas, in particular air, present in the first heat transfer fluid
  • a one-piece body comprising a receptacle arranged to receive the heat exchanger and a cavity arranged to form the degassing tank.
  • the degassing tank allows the first heat transfer fluid loaded with air bubbles to be freed from the air bubbles before joining a heat transfer circuit. cooling of the first heat transfer fluid. This allows the cooling circuit to function properly.
  • the invention makes it possible in particular to have a grouping of several fluid functions of a heat pump, here a grouping of the function of degassing tank and support of the heat exchanger.
  • the invention makes it possible in particular to avoid having to resort to additional tubing/pipes to fluidly connect different components together. These fluidic connections are made directly by channels on a single-piece body.
  • the invention thus makes it possible to reduce the space occupied by the assembly, which makes it possible to reduce its overall size.
  • the invention makes it possible to reduce the bulk of all of its components, in particular of the various heat transfer fluid circuits.
  • the receptacle is configured so that, when the heat exchanger is placed in this receptacle, a fluid path for the first heat transfer fluid is formed between a side wall of the receptacle and a peripheral wall of this heat exchanger.
  • the fluid path extends over at least a portion of the periphery of the peripheral wall of the heat exchanger.
  • the side wall of the receptacle and the peripheral wall of the heat exchanger are parallel to each other.
  • the peripheral wall of the heat exchanger has four faces perpendicular to each other, possibly with rounded corners at their junctions.
  • the side wall of the receptacle has four mutually perpendicular faces, possibly with rounded corners at their junctions.
  • the receptacle of the one-piece body comprises a first fluid inlet orifice for bringing first heat transfer fluid towards the fluid path inside the receptacle.
  • the first fluid inlet orifice is made on the side wall of the receptacle.
  • the first fluid inlet orifice is placed opposite a corner of the peripheral wall of the heat exchanger so that the first heat transfer fluid arriving by the first fluid inlet orifice splits into two fluid flows flowing on two faces of the peripheral wall of the heat exchanger.
  • the heat exchanger comprises a first fluid inlet opening arranged to receive first fluid flowing along the fluid path into the receptacle.
  • this first fluid inlet opening is located on one face of the heat exchanger, this face being in particular flat and perpendicular to the peripheral wall.
  • the heat exchanger comprises a first fluid outlet opening allowing the first fluid having circulated within the heat exchanger to emerge therefrom, after having thermally exchanged with the second heat transfer fluid within the heat exchanger.
  • this outlet opening of the exchanger communicates with a first fluid outlet orifice of the receptacle which is arranged to evacuate the first fluid out of the receptacle.
  • the first fluid outlet orifice is made in a conduit separate from the receptacle, and this conduit communicates with the first fluid outlet opening of the heat exchanger by an elbow channel which spans a partition wall between the separate conduit and the receptacle.
  • the bent channel which spans the partition wall between the separate conduit and the receptacle is formed by a deflector, in particular in the form of a half-shell.
  • the partition wall forms a portion of the side wall of the receptacle.
  • the first fluid outlet orifice faces this separation wall.
  • the separate conduit has a volume at least 10 or 15 or 20 times smaller than the volume of the receptacle.
  • this deflector is a separate part from the one-piece body.
  • the receptacle comprises a bottom wall, in particular flat, on which the side wall rests.
  • the side wall of the receptacle is thus adjacent, at one end, to the bottom wall, and is open, at the other end, to receive the heat exchanger .
  • the one-piece body is made of plastic, in particular by molding.
  • the heat exchanger comprises a plate arranged to close the receptacle of the one-piece body, once the heat exchanger has been placed in this receptacle.
  • a seal is interposed between the plate of the heat exchanger and an annular rim of the one-piece body, this annular rim being in particular planar.
  • the plate of the heat exchanger carries a fluid connection flange arranged to allow the connection of tubes bringing in and evacuating the second heat transfer fluid, in particular a refrigerating fluid or a fluid dielectric, intended for the heat exchanger.
  • the inlet and outlet openings for the first heat transfer fluid open onto this plate.
  • the plate comprises at least one opening arranged to allow the flow of the first fluid between the fluid path in the receptacle and the inlet or outlet opening of the first heat exchanger fluid.
  • the opening is closed by the deflector to create a bent channel for the first fluid.
  • the deflector is fixed on this plate of the heat exchanger.
  • the opening associated with the first fluid inlet opening of the heat exchanger extends both opposite this inlet opening and in look at the space between the side wall of the receptacle of the one-piece body and the peripheral wall of the heat exchanger.
  • this opening is in one piece.
  • the opening communicating with the first fluid outlet opening of the heat exchanger is moved away from this outlet opening and positioned facing the separate conduit.
  • this opening has the shape of a truncated disc.
  • the elbow channel directs the first heat transfer fluid from the outlet opening of the heat exchanger to the separate conduit.
  • the receptacle is closed by a plate separate from the heat exchanger.
  • the heat exchanger is first installed in the receptacle then the plate is fixed on the one-piece body to close the receptacle.
  • the separate conduit in the one-piece body which comprises the first fluid outlet orifice is open at its two ends, one of the ends of this separate conduit being closed by the plaque.
  • the other end of this separate conduit opens onto a deflector to create a bent channel for the first fluid between the fluid outlet opening of the heat exchanger and this separate conduit.
  • this deflector is fixed on the bottom wall of the receptacle, outside the one-piece body.
  • this bottom wall comprises a through passage to accommodate a fluid connection flange arranged to allow the connection of tubes bringing in and evacuating the second heat transfer fluid, in particular a refrigerant fluid or a dielectric fluid, intended for the heat exchanger.
  • a fluid connection flange arranged to allow the connection of tubes bringing in and evacuating the second heat transfer fluid, in particular a refrigerant fluid or a dielectric fluid, intended for the heat exchanger.
  • the one-piece body comprises a separation wall between the cavity forming the degassing tank and the receptacle arranged to receive the heat exchanger.
  • the cavity forming the degassing tank is closed by a cover resting against an annular rim of the cavity.
  • the annular rim of the cavity is planar, being in particular rectangular in circumference.
  • the cover is part of the one-piece body.
  • the cover is a part attached to the one-piece body, and fixed, for example by welding, to the one-piece body.
  • the cover comprises a removable cap cooperating with a degassing port of the tank.
  • the open annular rim of the cavity and the open annular rim of the receptacle extend in two intersecting planes, in particular intersecting at right angles.
  • the cavity forming the degassing tank comprises a side wall and a bottom wall.
  • the cavity partially envelops the receptacle.
  • the cavity has a shape which runs over a portion of the perimeter of the receptacle.
  • the cavity is of variable depth, with this depth being smaller in the part of the cavity which is above the location of the receptacle for the heat exchanger. heat.
  • the depth of the cavity is the distance measured between the plane of the annular rim of the cavity and the bottom wall of this cavity, in a direction perpendicular to this plane of the annular rim of the cavity.
  • the bottom wall of the tank merges with a portion of the side wall of the receptacle.
  • the cavity generally has a lying L shape, which overlaps with a rectangular shape of the receptacle.
  • the exchanger is a plate exchanger, in particular an evaporation exchanger, also called a “chiller” in English.
  • the one-piece body comprises a support arranged to carry at least one component with a fluidic function, in particular a plurality of components with a fluidic function.
  • fluid function is meant a function participating in the operation of the assembly, for example chosen to act on the flow of a heat transfer fluid or to measure a parameter linked to the fluid or its flow in channels.
  • the component with a fluidic function is chosen from the following elements:
  • valve for directing the first or second heat transfer fluid in particular a multi-port valve
  • condensation exchanger in particular a water condenser
  • thermoelectric heating device with electric heating resistance arranged to heat the first or second heat transfer fluid
  • the support forms at least a portion of a body of the valve or the pump.
  • the pump is actuated by an electric motor.
  • the support is provided with two housings to receive two pumps.
  • the first heat transfer fluid is a cooling fluid such as water, in particular glycol water.
  • the second heat transfer fluid is chosen from: a dielectric fluid, a refrigerant fluid such as R134a, R1234yf or R744.
  • the flow of second fluid which is a refrigerant fluid is notably connected to an air conditioning loop of the vehicle.
  • the invention also relates to a thermal management system for a vehicle, comprising: - a heat exchanger configured to allow heat exchange between, on the one hand, a flow of a first heat transfer fluid, in particular based on water or a dielectric fluid, within the heat exchanger, and, on the other hand, a flow of a second heat transfer fluid, in particular a refrigerant fluid or a dielectric fluid, within the heat exchanger,
  • a cooling radiator in particular arranged on a front face of a vehicle, configured to cool the first heat transfer fluid circulating in this cooling radiator, by exchange thermal with air, and, on the other hand, by the heat exchanger,
  • a third circulation loop of the first heat transfer fluid configured to cool at least one component likely to release heat during operation, in particular a battery and/or power electronics and/or an electric motor
  • a multi-way valve in particular a 6-way valve, configured to direct the first heat transfer fluid selectively in the first loop or in the second loop while maintaining the circulation of the first heat transfer fluid in the third circulation loop.
  • the first circulation loop and the second circulation loop share a common circulation branch passing through the heat exchanger and connecting to the multi-way valve, at an inlet ( E2) of this multi-way valve.
  • the second circulation loop comprises a bypass branch starting from the multi-way valve and opening into the common circulation branch passing through the heat exchanger.
  • This bypass branch allows, for a predetermined position of the multi-way valve, to circulate the first heat transfer fluid in the heat exchanger, without passing through the cooling radiator.
  • the multi-port valve comprises a fluid outlet (S1) connected to the bypass branch which belongs to the second circulation loop.
  • the multi-port valve comprises a fluid outlet (S5) connected to the first circulation loop, outlet through which the first heat transfer fluid leaves the multi-port valve to circulate in the first loop of circulation.
  • the third circulation loop is connected to a fluid outlet (S4) of the multi-port valve and reconnects the circulation of this third circulation loop to the multi-port valve, on a fluid inlet (E3) of this valve.
  • the third circulation loop passes through two components to be cooled, arranged in series.
  • the fluid inlet and outlet of the multi-way valve dedicated to the third circulation loop are in communication with the inlet (E2) of the multi-way valve on which the branch arrives common to the first circulation loop and the second circulation loop.
  • the fluid inlet (E3) and outlet (S4) of the multi-port valve dedicated to the third circulation loop and the inlet (E2) of the multi-port valve on which arrives the common branch of the first circulation loop and the second circulation loop are connected, for all operating positions of the multi-way valve, to a first chamber of the multi-way valve.
  • the first heat transfer fluid cooled by the operating loop is directed to the third loop in order to cool the components on this third loop.
  • the third loop can operate in isolation and the first heat transfer fluid which circulates there is heated by one of the electrical components , for example electronics or an electric motor, and, after being heated, serves to heat another electrical component, for example a battery, on this third loop.
  • the third circulation loop is connected to a diversion branch configured to divert the first heat transfer fluid from the third circulation loop towards an inlet (E6) of the multi-way valve.
  • the multi-way valve is configured to selectively put this inlet (E6) in fluid communication with the outlet (S5) towards the first circulation loop or this inlet (E6) with the exit (S1) towards the second circulation loop.
  • the multi-port valve comprises a second chamber and a third chamber, isolated from each other and each isolated from the first chamber, where:
  • the second chamber communicates, on the one hand, the inlet (E6) of the multi-way valve connected to the bypass branch connected to the third circulation loop and, on the other hand on the other hand, the output (S5) of the multi-way valve towards the first circulation loop, while the third chamber is out of operation,
  • the third chamber communicates, on the one hand, the inlet (E6) of the multi-way valve connected to the bypass branch connected to the third circulation loop and, on the other hand on the other hand, the output (S1) of the multi-way valve towards the second circulation loop, while the second chamber is out of operation, - the multi-way valve being operable between these first and second positions.
  • the common branch of the first circulation loop comprises in series with the heat exchanger, a heating device, in particular with an electrical resistance, configured to heat the first fluid heat carrier, when the heat exchanger is turned off.
  • the common branch of the first circulation loop and the second circulation loop comprises at least one pump to cause the circulation of fluid in these loops.
  • the third circulation loop comprises at least one pump, in particular electric, to cause the circulation of fluid in these loops.
  • the bypass branch connected to the third circulation loop and connected to the inlet (E6) comprises a stop valve configured to cut off the circulation of fluid in this branch .
  • the invention also relates to a thermal management method for a vehicle, comprising the following steps:
  • - provide a heat exchanger configured to allow heat exchange between, on the one hand, a flow of a first heat transfer fluid, in particular based on water or a dielectric fluid, within the heat exchanger, and , on the other hand, a flow of a second heat transfer fluid, in particular a refrigerant fluid or a dielectric fluid, within the heat exchanger,
  • - provide a first circulation loop of the first heat transfer fluid passing, on the one hand, through a cooling radiator, in particular arranged on a front face of a vehicle, configured to cool the first heat transfer fluid circulating in this cooling radiator, by heat exchange with air, and, on the other hand, by the heat exchanger, - provide a second circulation loop of the first heat transfer fluid passing through the heat exchanger, without passing through the cooling radiator,
  • - provide a third circulation loop of the first heat transfer fluid configured to cool at least one component likely to release heat during operation, in particular a battery and/or power electronics and/or an electric motor,
  • - provide a multi-way valve, in particular a 6-way valve
  • the invention also relates to a heat pump, in particular on-board a vehicle, comprising an assembly as mentioned above, dedicated to a first circuit for the first heat transfer fluid and to a circuit for the second heat transfer fluid.
  • Figure 1 illustrates, schematically and partially, in perspective, an assembly according to an example of implementation of the invention
  • Figure 5 illustrates, schematically and partially, according to yet another view, the one-piece body of [Figure 3];
  • FIG. 6 illustrates, schematically and partially, the circulation of the first heat transfer fluid in the receptacle of the one-piece body of [ Figure 3];
  • FIG. 7 illustrates, schematically and partially, in perspective, the one-piece body of [ Figure 6], with the heat exchanger in place in the receptacle;
  • FIG. 12 illustrates, schematically and partially, a thermal management system integrating the assembly of [Figure 11], in an operating mode
  • FIG. 13 illustrates, schematically and partially, the thermal management system of [Figure 12], in another operating mode
  • Figures 1 and 2 show an assembly 1 for a motor vehicle, comprising a heat exchanger 2 configured to allow heat exchange between, on the one hand, a flow of a first heat transfer fluid , here brine, within the heat exchanger 2, and, on the other hand, a flow of a second heat transfer fluid, here a refrigerant fluid, within the heat exchanger 2.
  • a first heat transfer fluid here brine
  • a second heat transfer fluid here a refrigerant fluid
  • the refrigerant fluid is chosen from an R134a, R1234yf or R744 fluid which supplies an air conditioning loop 200 of the vehicle.
  • Exchanger 2 is a plate exchanger, in particular an evaporation exchanger, also called a “chiller” in English.
  • Assembly 1 is part of a heat pump, on board the vehicle.
  • the heat pump is for example an indirect type.
  • the assembly 1 also comprises a degassing tank 3 in which the first heat transfer fluid can circulate to undergo degassing making it possible to separate a gas, here air, present in the first heat transfer fluid.
  • the assembly 1 further comprises a one-piece body 5 comprising a receptacle 6, visible in Figures 3 and 5, arranged to receive the heat exchanger 2 and a cavity 7 arranged to form the degassing tank 3.
  • the one-piece body 5 is made of plastic, by molding.
  • the receptacle 6 is configured so that, when the heat exchanger 2 is placed in this receptacle 6, a fluid path 8 for the first heat transfer fluid is formed between a side wall 9 of the receptacle 6 and a peripheral wall 10 of this heat exchanger 2.
  • the fluid path 8 extends around the perimeter of the peripheral wall 10 of the heat exchanger 2.
  • the side wall 9 of the receptacle 6 and the peripheral wall 10 of the heat exchanger 2 are parallel to each other, and are substantially homothetic to each other.
  • the peripheral wall 10 of the heat exchanger 2 has four faces 11 perpendicular to each other, with rounded corners at their junctions.
  • the side wall 9 of the receptacle 6 has four faces 12 perpendicular to each other, with rounded corners at their junctions.
  • the receptacle 6 of the one-piece body comprises a first fluid inlet orifice 14 for bringing the first heat transfer fluid to the fluid path 8 inside the receptacle 6 .
  • the first fluid inlet orifice 14 is made on the side wall 9 of the receptacle 6. [129] The inlet orifice 14 of the first fluid is placed opposite a corner of the peripheral wall 10 of the heat exchanger 2 so that the first heat transfer fluid arriving through the inlet orifice 14 of first fluid splits into two flows of fluid flowing on two faces 11 of the peripheral wall 10 of the heat exchanger 2.
  • the heat exchanger 2 comprises a first fluid inlet opening 15 arranged to receive the first fluid flowing along the fluid path 8 into the receptacle 6.
  • This first fluid inlet opening 15 is located on a flat face 16 of the heat exchanger 2, this face 16 being perpendicular to the peripheral wall 10.
  • the heat exchanger 2 comprises an outlet opening 17 for the first fluid allowing the first fluid having circulated within the heat exchanger 2 to exit therefrom, after having thermally exchanged with the second heat transfer fluid within the heat exchanger 2. the heat exchanger 2.
  • This outlet opening 17 of the exchanger communicates with an outlet orifice 18 of the first fluid of the receptacle 6 which is arranged to evacuate the first fluid out of the receptacle 6.
  • the first fluid enters the receptacle 6 through the inlet orifice 14 of the first fluid then follows the fluid path 8 before entering the heat exchanger 2 via the inlet opening 15 of first fluid of the heat exchanger 2. Then the first fluid leaves the heat exchanger 2 via the first fluid outlet opening 17 before reaching the first fluid outlet orifice 18 of the receptacle 6.
  • the first fluid outlet orifice 18 is made in a separate conduit 19 of the receptacle 6, and this separate conduit 19 communicates with the first fluid outlet opening 17 of the heat exchanger 2 by an elbow channel 20 which spans a partition wall 21 between the separate conduit 19 and the receptacle 6.
  • the bent channel 20 which spans the partition wall 21 between the separate conduit 19 and the receptacle 6 is formed by a deflector 22, in the shape of a half-shell.
  • the deflector 22 is a separate part from the one-piece body 5.
  • the separation wall 21 is formed a portion of the side wall 9 of the receptacle 6.
  • the first fluid outlet orifice 18 faces this separation wall 21.
  • the separate conduit 19 has a volume at least 10 or 15 or 20 times smaller than the volume of the receptacle 6.
  • the receptacle 6 has a flat bottom wall 25 on which the side wall 9 rests.
  • the bottom wall 25 is completely closed, i.e. it has no opening.
  • the side wall 9 of the receptacle 6 is thus adjacent, at one end, to the bottom wall 25, and is open, at the other end, to receive the heat exchanger 2.
  • the heat exchanger 2 comprises a plate 26 arranged to close the receptacle 6 of the one-piece body 5, once the heat exchanger 2 has been placed in this receptacle 6.
  • a seal 27 is interposed between the plate 26 of the heat exchanger 2 and a plane annular rim 28 of the one-piece body 5.
  • the receptacle 6 is made waterproof.
  • the plate 26 of the heat exchanger carries a fluid connection flange 29 arranged to allow the connection of tubing bringing in and evacuating the second heat transfer fluid, here a refrigerant fluid intended for the heat exchanger 2.
  • the plate 26 comprises an opening 30 associated with the inlet opening 15 of the first fluid of the heat exchanger 2, opening 30 arranged to allow the flow of the first fluid between the fluid path 8 in the receptacle and the first fluid inlet opening 15 of the heat exchanger 2.
  • This opening 30, in one piece, extends both facing this inlet opening 15 and facing the space between the side wall 9 of the receptacle 6 of the one-piece body 5 and the wall peripheral 10 of heat exchanger 2.
  • the opening 30 is closed by the deflector 32 to create a bent channel for the first fluid.
  • This deflector 32 has a half-shell shape and is fixed on the plate 26.
  • the plate 26 comprises an opening 33 associated with the outlet opening 17 for the first fluid of the heat exchanger 2, an opening 33 which is distant from this outlet opening 17 and positioned opposite the separate conduit 19.
  • This opening 33 has the shape of a truncated disc, and is arranged to allow the flow of the first fluid between the outlet opening 17 of the first fluid of the heat exchanger and the separate conduit 19.
  • the deflector 22 is fixed on this plate 26 of the heat exchanger.
  • the elbow channel 20 directs the first heat transfer fluid from the outlet opening 17 of the heat exchanger to the separate conduit 19 via the opening 33.
  • the one-piece body 5 comprises a separation wall 35 between the cavity 7 forming the degassing tank 3 and the receptacle 6 arranged to receive the heat exchanger 2.
  • the cavity 7 forming the degassing tank 3 is closed by a cover 36 resting against an annular rim 37 of the cavity 7.
  • the annular rim 37 of the cavity 7 is planar and has a rectangular perimeter.
  • the cover 36 is a part attached to the one-piece body 5, and fixed, for example by welding, to the one-piece body 5.
  • the cover 35 includes a removable cap 38 cooperating with a degassing mouth 39 of the tank 3.
  • the open annular rim 37 of the cavity 7 and the open annular rim 28 of the receptacle 6 extend in two perpendicular planes, as can be seen in Figure 3.
  • the cavity 7 forming the degassing tank 3 has a side wall 40 and a bottom wall 41.
  • Cavity 7 partially envelops receptacle 6.
  • cavity 7 has a shape which runs over a portion of a periphery of receptacle 6.
  • Cavity 7 is of variable depth, with this depth being smaller in the part of cavity 7 which is above the location of the receptacle 6 for the heat exchanger 2.
  • the depth of cavity 7 is the distance measured between the plane PP of the annular rim 37 of the cavity 7 and the bottom wall 41 of this cavity 7, in a direction perpendicular to this plane of the annular rim 37 of the cavity 7.
  • cavity 7 generally has a lying L shape, which overlaps with a rectangular shape of receptacle 6.
  • the one-piece body 5 comprises a support 44 arranged to carry components with a fluidic function.
  • This support 44 is part of the one-piece body 5 and is presented as an extension of this one-piece body 5.
  • This support 44 extends from the receptacle 6, generally along the plane of the open annular rim 28 of the receptacle 6.
  • valve 45 to control the flow of the first heat transfer fluid through different flow paths, some of which pass through the degassing tank 3 and the receptacle 6.
  • the support 44 defines a seat 46 with channels 47, this seat 46 receiving the valve 45.
  • the support 44 forms two housings 49, or seats, respectively for the two pumps 48.
  • Each seat 49 comprises a channel 50 of first heat transfer fluid communicating with the corresponding pump 48.
  • Pumps 48 are of the electric type.
  • the assembly 1 further comprises a component with a fluidic function 52 forming a heat exchanger of the heat pump, involving a dielectric fluid flowing within it.
  • This heat exchanger 52 is placed against the bottom wall 25 of the receptacle 6.
  • This component with a fluidic function 52 can, alternatively, be a heating device with an electric heating resistance arranged to heat the first heat transfer fluid.
  • the receptacle 6 is closed by a flat plate 55, distinct from the heat exchanger 2.
  • the plate 55 is solid, without opening.
  • the separate conduit 19 in the one-piece body 5 which includes the first fluid outlet orifice 18 is open at its two ends, one of the ends of this separate conduit being closed by the plate 55.
  • This deflector 22 is fixed on a bottom wall 57 of the receptacle 6, outside the one-piece body 56.
  • the separate conduit 19 opens onto the bottom wall 57.
  • This bottom wall 57 is not solid, unlike the bottom wall 25 of the previous example.
  • the bottom wall 57 comprises a through passage 59 to accommodate a fluid connection flange 29 arranged to allow the connection of pipes supplying and discharging the second heat transfer fluid intended for the heat exchanger 2.
  • the heat pump is not described in more detail, being well known from the prior art.
  • the invention is adaptable to a large number of types of cooling circuit, to the extent that the different components can be chosen to achieve the different expected functions.
  • This thermal management system 100 includes, in addition to the heat exchanger 2, or chiller in English:
  • a third loop 103 for circulation of the first heat transfer fluid configured to cool at least one component likely to release heat during operation, here a battery 111 and power electronics associated with an electric motor 112,
  • the 6-way valve 45 is configured to direct the first heat transfer fluid selectively in the first loop 101 or in the second loop 102 while maintaining the circulation of the first heat transfer fluid in the third circulation loop 103, as will be better explained further.
  • the first circulation loop 101 and the second circulation loop 102 share a common circulation branch 104 passing through the heat exchanger 2 and connecting to the valve 45, to an inlet E2 of this valve 45.
  • the second circulation loop 102 comprises a bypass branch 106 starting from the valve 45 and opening into the common circulation branch 104 passing through the heat exchanger 2.
  • This bypass branch 106 allows, for a predetermined position of the valve 45, to circulate the first heat transfer fluid in the heat exchanger 2, without passing through the cooling radiator 110.
  • the valve 45 comprises a fluid outlet S1 connected to the bypass branch 106 which belongs to the second circulation loop 102.
  • the valve 45 comprises a fluid outlet S5 connected to the first circulation loop 101, outlet S5 through which the first heat transfer fluid leaves the valve 45 to circulate in the first circulation loop 101.
  • the third circulation loop 103 is connected to a fluid outlet S4 of the valve 45 and reconnects the circulation of this third circulation loop 103 to the valve 45, on a fluid inlet E3 of this valve 45.
  • the third circulation loop 103 passes through two components 111 and 112 to be cooled.
  • the fluid inlets/outlets S4 and E3 of the valve 45 dedicated to the third circulation loop 103 are in communication with the inlet E2 of the valve 45 to which the common branch 104 of the first circulation loop 101 and second circulation loop 102.
  • the first heat transfer fluid cooled by the loop in operation is directed towards the third loop 103 in order to cool the components 111 and 112 on this third loop, as illustrated in Figures 12 and 13.
  • the third loop 103 can operate in isolation and the first heat transfer fluid which therein circulates is heated by one of the electrical components 112, for example electronics or an electric motor, and, after being heated, serves to heat another electrical component, for example a battery 111, on this third loop 103.
  • the third circulation loop 103 is connected to a diversion branch 108 configured to divert the first heat transfer fluid from the third circulation loop 103 towards an inlet E6 of the valve 45.
  • the valve 45 is configured to selectively put this input E6 in fluid communication with the output S5 towards the first circulation loop 101 or this input E6 with the output S1 towards the second circulation loop 102.
  • the valve 45 comprises a second chamber 62 and a third chamber 63, isolated from each other and each isolated from the first chamber 51, where:
  • the second chamber 62 communicates, on the one hand, the inlet E6 of the multi-way valve and, on the other hand, the output S5 of the multi-way valve, and only the outlet S1 of the multi-way valve is then connected to the third chamber 63 (there is therefore no circulation in this third chamber),
  • the third chamber 63 communicates, on the one hand, the inlet E6 of the multi-way valve and, on the other hand, the outlet S1 of the multi-way valve, while the second chamber 62 is out of operation (only the output S5 of the multi-way valve is then connected to this second chamber, there is therefore no circulation in this second chamber),
  • the chambers 51, 62 and 63 formed on a rotating body 64, are delimited by partitions 65 forming three substantially radial branches.
  • the body 64 is housed in a seat of the one-piece body 56.
  • the common branch 104 of the first circulation loop 101 comprises in series with the heat exchanger 2, a heating device 109 with an electrical resistance, configured to heat the first heat transfer fluid, during an activation shutdown of the heat exchanger 2, as illustrated in Figure 14.
  • a non-return valve 130 can be provided on branch 104.
  • the common branch 104 includes a pump 48 to cause the circulation of fluid.
  • the third circulation loop 103 also includes a pump 48.
  • the bypass branch 108 connected to the third circulation loop 103 and connected to the inlet E6 may include a stop valve, not shown, configured to cut off the circulation of fluid. This valve prevents that in battery heating mode by the power electronics, part of the fluid continues to circulate through chiller 2.

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Abstract

Système de gestion thermique (100) pour véhicule, comportant : - un échangeur de chaleur (2), - une première boucle (101) de circulation de premier fluide caloporteur passant, d'une part, par un radiateur de refroidissement configuré pour refroidir du premier fluide caloporteur circulant dans ce radiateur de refroidissement (110) et, d'autre part, par l'échangeur de chaleur (2), - une deuxième boucle (102) de circulation de premier fluide caloporteur passant dans l'échangeur de chaleur (2), sans traverser le radiateur de refroidissement (110), - une troisième boucle (103) de circulation de premier fluide caloporteur configurée pour refroidir au moins un composant, - une vanne multivoies (45) configurée pour orienter le premier fluide caloporteur sélectivement dans la première boucle (101) ou dans la deuxième boucle (102) tout en conservant la circulation du premier fluide caloporteur dans la troisième boucle de circulation (103).

Description

Description
Titre de l'invention : SYSTEME DE GESTION THERMIQUE POUR VEHICULE
[1] La présente invention concerne un système de gestion thermique pour véhicule.
[2] Le véhicule peut être de type terrestre, maritime ou aérien.
[3] D’une manière générale, on cherche à réduire l’encombrement des composants dans les véhicules. Ceci est un enjeu majeur. Dans le cadre d’une pompe à chaleur de véhicule, une piste de travail est de compacter l’ensemble des composants de celle-ci, notamment le circuit réfrigérant et le circuit du fluide caloporteur.
[4] L’invention vise notamment un tel but.
[5] L’invention a ainsi pour objet un assemblage, notamment pour un véhicule, comportant :
- un échangeur de chaleur configuré pour permettre un échange de chaleur entre, d’une part, un écoulement d’un premier fluide caloporteur, notamment à base d’eau, au sein de l’échangeur de chaleur, et, d’autre part, un écoulement d’un deuxième fluide caloporteur, notamment un fluide réfrigérant ou un fluide diélectrique, au sein de l’échangeur de chaleur,
- un réservoir de dégazage dans lequel du premier fluide caloporteur peut circuler pour subir un dégazage permettant de séparer un gaz, notamment de l’air, présent dans le premier fluide caloporteur,
- un corps monobloc comportant un réceptacle agencé pour recevoir l’échangeur de chaleur et une cavité agencée pour former le réservoir de dégazage.
[6] Le réservoir de dégazage permet que du premier fluide caloporteur chargé de bulles d'air puisse être débarrassé des bulles d’air avant de rejoindre un circuit de refroidissement du premier fluide caloporteur. Ceci permet un bon fonctionnement de ce circuit de refroidissement.
[7] L’invention permet notamment d’avoir un regroupement de plusieurs fonctions fluidiques d’une pompe à chaleur, ici un regroupement de la fonction de réservoir de dégazage et de support de l’échangeur de chaleur.
[8] L’invention permet notamment de ne pas avoir recours à des tubulures/tuyaux additionnels pour connecter fluidiquement différents composants entre eux. Ces connexions fluidiques sont réalisées directement par des canaux sur corps monobloc.
[9] L’invention permet ainsi de réduire les coûts car l’invention permet de se passer de nombreux tuyaux pour relier les composants.
[10] L’invention permet ainsi de réduire la place occupée par l’assemblage, ce qui permet de réduire son encombrement global. Dans le cas d’une pompe à chaleur par exemple, l’invention permet de réduire l’encombrement de l’ensemble des composants de celle-ci, notamment des différents circuits de fluide caloporteurs.
[11] Selon l’un des aspects de l’invention, le réceptacle est configuré de sorte que, lorsque l’échangeur de chaleur est placé dans ce réceptacle, un chemin de fluide pour le premier fluide caloporteur est formé entre une paroi latérale du réceptacle et une paroi périphérique de cet échangeur de chaleur.
[12] Selon l’un des aspects de l’invention, le chemin de fluide s’étend sur au moins une portion du pourtour de la paroi périphérique de l’échangeur de chaleur.
[13] Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi latérale du réceptacle et la paroi périphérique de l’échangeur de chaleur sont parallèles entre elles.
[14] Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi périphérique de l’échangeur de chaleur comporte quatre faces perpendiculaires entre elles, éventuellement avec des coins arrondis à leurs jonctions.
[15] Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi latérale du réceptacle comporte quatre faces perpendiculaires entre elles, éventuellement avec des coins arrondis à leurs jonctions. [16] Selon l’un des aspects de l’invention, le réceptacle du corps monobloc comporte un orifice d’entrée de premier fluide pour amener du premier fluide caloporteur vers le chemin de fluide à l’intérieur du réceptacle.
[17] Selon l’un des aspects de l’invention, l’orifice d’entrée de premier fluide est réalisé sur la paroi latérale du réceptacle.
[18] Selon l’un des aspects de l’invention, l’orifice d’entrée de premier fluide est placé en regard d’un coin de la paroi périphérique de l’échangeur de chaleur de sorte que du premier fluide caloporteur arrivant par l’orifice d’entrée de premier fluide se scinde en deux flux de fluide s’écoulant sur deux faces de la paroi périphérique de l’échangeur de chaleur.
[19] Selon l’un des aspects de l’invention, l’échangeur de chaleur comporte une ouverture d’entrée de premier fluide agencée pour recevoir du premier fluide s’écoulant le long du chemin de fluide dans le réceptacle.
[20] Selon l’un des aspects de l’invention, cette ouverture d’entrée de premier fluide est située sur une face de l’échangeur de chaleur, cette face étant notamment plane et perpendiculaire à la paroi périphérique.
[21] Selon l’un des aspects de l’invention, l’échangeur de chaleur comporte une ouverture de sortie de premier fluide permettant au premier fluide ayant circulé au sein de l’échangeur de chaleur d’en ressortir, après avoir échangé thermiquement avec le deuxième fluide caloporteur au sein de l’échangeur de chaleur.
[22] Selon l’un des aspects de l’invention, cette ouverture de sortie de l’échangeur communique avec un orifice de sortie de premier fluide du réceptacle qui est agencé pour évacuer le premier fluide hors du réceptacle.
[23] Ainsi le premier fluide pénètre dans le réceptacle par l’orifice d’entrée de premier fluide puis suit le chemin de fluide avant d’entrer dans l'échangeur de chaleur via l’ouverture d’entrée de premier fluide de l’échangeur de chaleur. Ensuite le premier fluide sort de l’échangeur de chaleur via l’ouverture de sortie de premier fluide avant d’atteindre l’orifice de sortie de premier fluide du réceptacle. [24] Selon l’un des aspects de l’invention, l’orifice de sortie de premier fluide est réalisé dans un conduit séparé du réceptacle, et ce conduit communique avec l’ouverture de sortie de premier fluide de l’échangeur de chaleur par un canal coudé qui enjambe une cloison de séparation entre le conduit séparé et le réceptacle.
[25] Selon l’un des aspects de l’invention, le canal coudé qui enjambe la cloison de séparation entre le conduit séparé et le réceptacle est formé par un déflecteur, notamment en forme de demi-coquille.
[26] Selon l’un des aspects de l’invention, la cloison de séparation forme une portion de la paroi latérale du réceptacle.
[27] Selon l’un des aspects de l’invention, l’orifice de sortie de premier fluide fait face à cette cloison de séparation.
[28] Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit séparé présente un volume au moins 10 ou 15 ou 20 fois plus petit que le volume du réceptacle.
[29] Selon l’un des aspects de l’invention, ce déflecteur est une pièce distincte du corps monobloc.
[30] Selon l’un des aspects de l’invention, le réceptacle comporte une paroi de fond, notamment plane, sur laquelle s’appuie la paroi latérale.
[31] Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi latérale du réceptacle est ainsi adjacente, à une extrémité, à la paroi de fond, et est ouverte, à l’autre extrémité, pour recevoir l’échangeur de chaleur.
[32] Selon l’un des aspects de l’invention, le corps monobloc est réalisé en plastique, notamment par moulage.
[33] Selon l’un des aspects de l’invention, l’échangeur de chaleur comporte une platine agencée pour fermer le réceptacle du corps monobloc, une fois l’échangeur de chaleur mis en place dans ce réceptacle.
[34] Selon l’un des aspects de l’invention, un joint d’étanchéité est interposé entre la platine de l’échangeur de chaleur et un rebord annulaire du corps monobloc, ce rebord annulaire étant notamment plan.
[35] Ainsi le réceptacle est rendu étanche. [36] Selon l’un des aspects de l’invention, la platine de l’échangeur de chaleur porte une bride de connexion fluidique agencée pour permettre la connexion de tubulures amenant et évacuant du deuxième fluide caloporteur, notamment un fluide réfrigérant ou un fluide diélectrique, destiné à l’échangeur de chaleur.
[37] Selon l’un des aspects de l’invention, les ouvertures d’entrée et de sortie de premier fluide caloporteur débouchent sur cette platine.
[38] Selon l’un des aspects de l’invention, la platine comprend au moins un ajour agencé pour permettre l’écoulement du premier fluide entre le chemin de fluide dans le réceptacle et l’ouverture d’entrée ou de sortie de premier fluide de l’échangeur de chaleur.
[39] Selon l’un des aspects de l’invention, l’ajour est fermé par le déflecteur pour réaliser un canal coudé pour le premier fluide.
[40] Selon l’un des aspects de l’invention, le déflecteur est fixé sur cette platine de l’échangeur de chaleur.
[41] Selon l’un des aspects de l’invention, l’ajour associé à l’ouverture d’entrée de premier fluide de l’échangeur de chaleur s’étend à la fois en regard de cette ouverture d’entrée et en regard de l’espace entre la paroi latérale du réceptacle du corps monobloc et la paroi périphérique de l’échangeur de chaleur.
[42] Selon l’un des aspects de l’invention, cet ajour est d’un seul tenant.
[43] Selon l’un des aspects de l’invention, l’ajour communiquant avec l’ouverture de sortie de premier fluide de l’échangeur de chaleur est éloigné cette ouverture de sortie et positionné en regard du conduit séparé.
[44] Selon l’un des aspects de l’invention, cet ajour présente une forme de disque tronqué.
[45] Selon l’un des aspects de l’invention, le canal coudé dirige le premier fluide caloporteur de l’ouverture de sortie de l’échangeur de chaleur jusqu’au conduit séparé.
[46] Selon un autre des aspects de l’invention, le réceptacle est fermé par une plaque distincte de l’échangeur de chaleur. [47] Ainsi l’échangeur de chaleur est d’abord installé dans le réceptacle puis la plaque est fixée sur le corps monobloc pour fermer le réceptacle.
[48] Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit séparé dans le corps monobloc qui comprend l’orifice de sortie de premier fluide est ouvert à ses deux extrémités, l’une des extrémités de ce conduit séparé étant fermée par la plaque.
[49] Selon l’un des aspects de l’invention, l’autre des extrémités de ce conduit séparé débouche sur un déflecteur pour réaliser un canal coudé pour le premier fluide entre l’ouverture de sortie de fluide de l’échangeur de chaleur et ce conduit séparé.
[50] Selon l’un des aspects de l’invention, ce déflecteur est fixé sur la paroi de fond du réceptacle, à l’extérieur du corps monobloc.
[51] Selon l’un des aspects de l’invention, cette paroi de fond comprend un passage traversant pour loger une bride de connexion fluidique agencée pour permettre la connexion de tubulures amenant et évacuant du deuxième fluide caloporteur, notamment un fluide réfrigérant ou un fluide diélectrique, destiné à l’échangeur de chaleur.
[52] Selon l’un des aspects de l’invention, le corps monobloc comporte une paroi de séparation entre la cavité formant le réservoir de dégazage et le réceptacle agencé pour recevoir l’échangeur de chaleur.
[53] Selon l’un des aspects de l’invention, la cavité formant le réservoir de dégazage est fermée par un couvercle en appui contre un rebord annulaire de la cavité.
[54] Selon l’un des aspects de l’invention, le rebord annulaire de la cavité est plan, étant notamment de pourtour rectangulaire.
[55] Selon l’un des aspects de l’invention, le couvercle fait partie du corps monobloc.
[56] Selon l’un des aspects de l’invention, le couvercle est une pièce rapportée sur le corps monobloc, et fixée, par exemple par soudage, au corps monobloc.
[57] Selon l’un des aspects de l’invention, le couvercle comporte un bouchon démontable coopérant avec une bouche de dégazage du réservoir. [58] Selon l’un des aspects de l’invention, le rebord annulaire ouvert de la cavité et le rebord annulaire ouvert du réceptacle s’étendent dans deux plans se coupant, notamment se coupant à angle droit.
[59] Selon l’un des aspects de l’invention, la cavité formant le réservoir de dégazage comporte une paroi latérale et une paroi de fond.
[60] Selon l’un des aspects de l’invention, la cavité enveloppe partiellement le réceptacle.
[61] Ainsi la cavité présente une forme qui chemine sur une portion d’un pourtour du réceptacle.
[62] Selon l’un des aspects de l’invention, la cavité est de profondeur variable, avec cette profondeur qui est plus petite dans la partie de la cavité qui est au- dessus de l’emplacement du réceptacle pour l’échangeur de chaleur.
[63] La profondeur de la cavité est la distance mesurée entre le plan du rebord annulaire de la cavité et la paroi de fond de cette cavité, suivant une direction perpendiculaire à ce plan du rebord annulaire de la cavité.
[64] Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi de fond du réservoir se confond avec une portion de la paroi latérale du réceptacle.
[65] De manière schématique, la cavité présente globalement une forme en L couché, qui s’imbrique avec une forme en rectangle du réceptacle.
[66] Selon l’un des aspects de l’invention, l’échangeur est un échangeur à plaques, notamment un échangeur d’évaporation, encore appelé « chiller » en anglais.
[67] Selon l’un des aspects de l’invention, le corps monobloc comporte un support agencé pour porter au moins un composant à fonction fluidique, notamment une pluralité de composants à fonction fluidique.
[68] On entend par « fonction fluidique » une fonction participant au fonctionnement de l’assemblage, par exemple choisie pour agir sur l’écoulement d’un fluide caloporteur ou pour mesurer un paramètre lié au fluide ou à son écoulement dans des canaux. [69] Selon l’un des aspects de l’invention, le composant à fonction fluidique est choisi parmi les éléments suivants :
- une pompe pour pomper le premier ou deuxième fluide caloporteur,
- une vanne d’orientation du premier ou deuxième fluide caloporteur, notamment une vanne multivoies,
- une vanne anti-retour pour le premier ou deuxième fluide caloporteur,
- une vanne d’étranglement pour le premier ou deuxième fluide caloporteur,
- un échangeur de condensation, notamment un condenseur à eau,
- un dispositif de chauffage à résistance de chauffage électrique agencé pour chauffer le premier ou deuxième fluide caloporteur,
- une bouteille dessiccante,
- un filtre pour filtrer des particules présentes dans le premier ou deuxième fluide caloporteur, notamment un fluide diélectrique.
[70] Selon l’un des aspects de l’invention, le support forme au moins une portion d’un corps de la vanne ou de la pompe.
[71] Selon l’un des aspects de l’invention, la pompe est actionnable par un moteur électrique.
[72] Selon l’un des aspects de l’invention, le support est pourvu de deux logements pour recevoir deux pompes.
[73] Selon l’un des aspects de l’invention, le premier fluide caloporteur est un fluide de refroidissement tel que de l’eau, notamment de l’eau glycolée.
[74] Selon l’un des aspects de l’invention, le deuxième fluide caloporteur est choisi parmi : un fluide diélectrique, un fluide réfrigérant tel que R134a, R1234yf ou R744.
[75] Selon l’un des aspects de l’invention, l’écoulement de deuxième fluide qui est un fluide réfrigérant, est notamment relié à une boucle de climatisation du véhicule.
[76] L’invention a encore pour objet un système de gestion thermique pour véhicule, comportant : - un échangeur de chaleur configuré pour permettre un échange de chaleur entre, d’une part, un écoulement d’un premier fluide caloporteur, notamment à base d’eau ou un fluide diélectrique, au sein de l’échangeur de chaleur, et, d’autre part, un écoulement d’un deuxième fluide caloporteur, notamment un fluide réfrigérant ou un fluide diélectrique, au sein de l’échangeur de chaleur,
- une première boucle de circulation de premier fluide caloporteur passant, d’une part, par un radiateur de refroidissement, notamment disposé sur une face avant d’un véhicule, configuré pour refroidir du premier fluide caloporteur circulant dans ce radiateur de refroidissement, par échange thermique avec de l’air, et, d’autre part, par l’échangeur de chaleur,
- une deuxième boucle de circulation de premier fluide caloporteur passant dans l’échangeur de chaleur, sans traverser le radiateur de refroidissement,
- une troisième boucle de circulation de premier fluide caloporteur configurée pour refroidir au moins un composant susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment une batterie et/ou une électronique de puissance et/ou un moteur électrique,
- une vanne multivoies, notamment une vanne 6-voies, configurée pour orienter le premier fluide caloporteur sélectivement dans la première boucle ou dans la deuxième boucle tout en conservant la circulation du premier fluide caloporteur dans la troisième boucle de circulation.
[77] Grâce à l’invention, notamment par l’utilisation d’une vanne 6-voies, il est possible de simplifier l’architecture du système, de réduire le nombre de composants, ou encore de faciliter son intégration dans le véhicule, tout en permettant différents modes de fonctionnement thermique. L’invention permet en outre de gagner en compacité du système.
[78] Selon l’un des aspects de l’invention, la première boucle de circulation et la deuxième boucle de circulation partagent une branche commune de circulation passant par l’échangeur de chaleur et se raccordant à la vanne multivoies, à une entrée (E2) de cette vanne multivoies.
[79] Selon l’un des aspects de l’invention, la deuxième boucle de circulation comprend une branche de contournement partant de la vanne multivoies et débouchant dans la branche commune de circulation passant par l’échangeur de chaleur.
[80] Cette branche de contournement permet, pour une position prédéterminée de la vanne multivoies, de faire circuler le premier fluide caloporteur dans l’échangeur de chaleur, sans passer par le radiateur de refroidissement.
[81] Selon l’un des aspects de l’invention, la vanne multivoies comprend une sortie de fluide (S1 ) raccordée à la branche de contournement qui appartient à la deuxième boucle de circulation.
[82] Selon l’un des aspects de l’invention, la vanne multivoies comprend une sortie de fluide (S5) raccordée à la première boucle de circulation, sortie par laquelle du premier fluide caloporteur quitte la vanne multivoies pour circuler dans la première boucle de circulation.
[83] Selon l’un des aspects de l’invention, la troisième boucle de circulation est raccordée à une sortie de fluide (S4) de la vanne multivoies et reconnecte la circulation de cette troisième boucle de circulation à la vanne multivoies, sur une entrée de fluide (E3) de cette vanne.
[84] Selon l’un des aspects de l’invention, la troisième boucle de circulation passe par deux composants à refroidir, disposés en série.
[85] Selon l’un des aspects de l’invention, les entrée et sortie de fluide de la vanne multivoies dédiées à la troisième boucle de circulation sont en communication avec l’entrée (E2) de la vanne multivoies sur laquelle arrive la branche commune des première boucle de circulation et deuxième boucle de circulation.
[86] Selon l’un des aspects de l’invention, les entrée (E3) et sortie (S4) de fluide de la vanne multivoies dédiées à la troisième boucle de circulation et l’entrée (E2) de la vanne multivoies sur laquelle arrive la branche commune des première boucle de circulation et la deuxième boucle de circulation sont connectées, pour toutes positions de fonctionnement de la vanne multivoies, à une première chambre de la vanne multivoies.
[87] Selon l’un des aspects de l’invention, lorsque l’une des première boucle de circulation et deuxième boucle de circulation est en fonctionnement, du premier fluide caloporteur refroidi par la boucle en fonctionnement est dirigé vers la troisième boucle en vue de refroidir les composants sur cette troisième boucle.
[88] A l’inverse, lorsque les première boucle de circulation et deuxième boucle de circulation sont à l’arrêt, la troisième boucle peut fonctionner de manière isolée et le premier fluide caloporteur qui y circule est chauffé par l’un des composants électriques, par exemple une électronique ou un moteur électrique, et, après être chauffé, sert à réchauffer un autre composant électrique, par exemple une batterie, sur cette troisième boucle.
[89] Selon l’un des aspects de l’invention, la troisième boucle de circulation est raccordée à une branche de dérivation configurée pour dévier du premier fluide caloporteur de la troisième boucle de circulation vers une entrée (E6) de la vanne multivoies.
[90] Selon l’un des aspects de l’invention, la vanne multivoies est configurée pour mettre en communication fluidique sélectivement cette entrée (E6) avec la sortie (S5) vers la première boucle de circulation ou cette entrée (E6) avec la sortie (S1 ) vers la deuxième boucle de circulation.
[91] Selon l’un des aspects de l’invention, la vanne multivoies comprend une deuxième chambre et une troisième chambre, isolées entre elles et isolées chacune de la première chambre, où :
- dans une première position de la vanne multivoies, la deuxième chambre met en communication, d’une part, l’entrée (E6) de la vanne multivoies connectée à la branche de dérivation reliée à la troisième boucle de circulation et, d’autre part, la sortie (S5) de la vanne multivoies vers la première boucle de circulation, tandis que la troisième chambre est hors fonctionnement,
- dans une deuxième position de la vanne multivoies, la troisième chambre met en communication, d’une part, l’entrée (E6) de la vanne multivoies connectée à la branche de dérivation reliée à la troisième boucle de circulation et, d’autre part, la sortie (S1 ) de la vanne multivoies vers la deuxième boucle de circulation, tandis que la deuxième chambre est hors fonctionnement, - la vanne multivoies étant actionnable entre ces première et deuxième positions.
[92] Selon l’un des aspects de l’invention, la branche commune de la première boucle de circulation comprend en série avec l’échanger de chaleur, un dispositif de chauffage, notamment avec une résistance électrique, configuré pour chauffer le premier fluide caloporteur, lors d’une mise à l’arrêt de l’échangeur de chaleur.
[93] Selon l’un des aspects de l’invention, la branche commune de la première boucle de circulation et la deuxième boucle de circulation comporte au moins une pompe pour provoquer la circulation de fluide dans ces boucles.
[94] Selon l’un des aspects de l’invention, la troisième boucle de circulation comporte au moins une pompe, notamment électrique, pour provoquer la circulation de fluide dans ces boucles.
[95] Selon l’un des aspects de l’invention, la branche de dérivation reliée à la troisième boucle de circulation et connectée à l’entrée (E6) comprend une vanne d’arrêt configurée pour couper la circulation de fluide dans cette branche.
[96] Cette vanne permet d’éviter qu’en mode chauffage de la batterie par l’électronique de puissance, une partie du fluide continue de circuler par le chiller.
[97] L’invention concerne encore un procédé de gestion thermique pour véhicule, comportant les étapes suivantes :
- fournir un échangeur de chaleur configuré pour permettre un échange de chaleur entre, d’une part, un écoulement d’un premier fluide caloporteur, notamment à base d’eau ou un fluide diélectrique, au sein de l’échangeur de chaleur, et, d’autre part, un écoulement d’un deuxième fluide caloporteur, notamment un fluide réfrigérant ou un fluide diélectrique, au sein de l’échangeur de chaleur,
- fournir une première boucle de circulation de premier fluide caloporteur passant, d’une part, par un radiateur de refroidissement, notamment disposé sur une face avant d’un véhicule, configuré pour refroidir du premier fluide caloporteur circulant dans ce radiateur de refroidissement, par échange thermique avec de l’air, et, d’autre part, par l’échangeur de chaleur, - fournir une deuxième boucle de circulation de premier fluide caloporteur passant dans l’échangeur de chaleur, sans traverser le radiateur de refroidissement,
- fournir une troisième boucle de circulation de premier fluide caloporteur configurée pour refroidir au moins un composant susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment une batterie et/ou une électronique de puissance et/ou un moteur électrique,
- fournir une vanne multivoies, notamment une vanne 6-voies,
- actionner la vanne multivoies pour orienter le premier fluide caloporteur sélectivement dans la première boucle ou dans la deuxième boucle tout en conservant la circulation du premier fluide caloporteur dans la troisième boucle de circulation.
[98] L’invention a encore pour objet une pompe à chaleur, notamment embarquée sur un véhicule, comportant un assemblage tel que précité, dédié à un premier circuit pour le premier fluide caloporteur et à un circuit pour le deuxième fluide caloporteur.
[99] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
[100] - la [Figure 1] illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, un assemblage selon un exemple de mise en œuvre de l’invention ;
[101] - la [Figure 2] illustre, schématiquement et partiellement, selon une vue différente, l’assemblage de la [Figure 1] ;
[102] - la [Figure 3] illustre, schématiquement et partiellement, le corps monobloc de l’assemblage de la [Figure 1] ;
[103] - la [Figure 4] illustre, schématiquement et partiellement, selon une autre vue, le corps monobloc de la [Figure 3] ;
[104] - la [Figure 5] illustre, schématiquement et partiellement, selon encore une autre vue, le corps monobloc de la [Figure 3] ;
[105] - la [Figure 6] illustre, schématiquement et partiellement, la circulation de premier fluide caloporteur dans le réceptacle du corps monobloc de la [Figure 3] ; [106] - la [Figure 7] illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, le corps monobloc de la [Figure 6], avec l’échangeur de chaleur en place dans le réceptacle ;
[107] - la [Figure 8] illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, un assemblage selon un exemple de mise en œuvre de l’invention ;
[108] - la [Figure 9] illustre, schématiquement et partiellement, l’assemblage de la [Figure 8], sans la plaque ;
[109] - la [Figure 10] illustre, schématiquement et partiellement, selon une vue différente, l’assemblage de la [Figure 8] ;
[110] - la [Figure 11] illustre, schématiquement et partiellement, en coupe, l’assemblage de la [Figure 10] ;
[111] - la [Figure 12] illustre, schématiquement et partiellement, un système de gestion thermique intégrant l’assemblage de la [Figure 11], dans un mode de fonctionnement ;
[112] - la [Figure 13] illustre, schématiquement et partiellement, le système de gestion thermique de la [Figure 12], dans un autre mode de fonctionnement ;
[113] - la [Figure 14] illustre, schématiquement et partiellement, le système de gestion thermique de la [Figure 12], dans encore un autre mode de fonctionnement ;
[114] - la [Figure 15] illustre, schématiquement et partiellement, le système de gestion thermique de la [Figure 12], dans encore un autre mode de fonctionnement.
[115] On a représenté, sur les figures 1 et 2, un assemblage 1 pour un véhicule automobile, comportant un échangeur de chaleur 2 configuré pour permettre un échange de chaleur entre, d’une part, un écoulement d’un premier fluide caloporteur, ici de l’eau glycolée, au sein de l’échangeur de chaleur 2, et, d’autre part, un écoulement d’un deuxième fluide caloporteur, ici un fluide réfrigérant, au sein de l’échangeur de chaleur 2.
[116] Le fluide réfrigérant est choisi parmi un fluide R134a, R1234yf ou R744 qui alimente une boucle de climatisation 200 du véhicule. [117] L’échangeur 2 est un échangeur à plaques, notamment un échangeur d’évaporation, encore appelé « chiller » en anglais.
[118] L’assemblage 1 fait partie d’une pompe à chaleur, embarquée sur le véhicule. La pompe à est chaleur est par exemple e type indirect.
[119] L’assemblage 1 comprend également un réservoir de dégazage 3 dans lequel du premier fluide caloporteur peut circuler pour subir un dégazage permettant de séparer un gaz, ici de l’air, présent dans le premier fluide caloporteur.
[120] L’assemblage 1 comprend en outre un corps monobloc 5 comportant un réceptacle 6, visible sur les figures 3 et 5, agencé pour recevoir l’échangeur de chaleur 2 et une cavité 7 agencée pour former le réservoir de dégazage 3.
[121] Le corps monobloc 5 est réalisé en plastique, par moulage.
[122] Comme illustré sur la figure 8, le réceptacle 6 est configuré de sorte que, lorsque l’échangeur de chaleur 2 est placé dans ce réceptacle 6, un chemin de fluide 8 pour le premier fluide caloporteur est formé entre une paroi latérale 9 du réceptacle 6 et une paroi périphérique 10 de cet échangeur de chaleur 2.
[123] Le chemin de fluide 8 s’étend sur le pourtour de la paroi périphérique 10 de l’échangeur de chaleur 2.
[124] La paroi latérale 9 du réceptacle 6 et la paroi périphérique 10 de l’échangeur de chaleur 2 sont parallèles entre elles, et sont sensiblement homothétiques l’une de l’autre.
[125] La paroi périphérique 10 de l’échangeur de chaleur 2 comporte quatre faces 11 perpendiculaires entre elles, avec des coins arrondis à leurs jonctions.
[126] La paroi latérale 9 du réceptacle 6 comporte quatre faces 12 perpendiculaires entre elles, avec des coins arrondis à leurs jonctions.
[127] Comme on peut le voir sur les figures 5 et 6, le réceptacle 6 du corps monobloc comporte un orifice d’entrée 14 de premier fluide pour amener du premier fluide caloporteur vers le chemin de fluide 8 à l’intérieur du réceptacle 6.
[128] L’orifice d’entrée 14 de premier fluide est réalisé sur la paroi latérale 9 du réceptacle 6. [129] L’orifice d’entrée 14 de premier fluide est placé en regard d’un coin de la paroi périphérique 10 de l’échangeur de chaleur 2 de sorte que du premier fluide caloporteur arrivant par l’orifice d’entrée 14 de premier fluide se scinde en deux flux de fluide s’écoulant sur deux faces 11 de la paroi périphérique 10 de l’échangeur de chaleur 2.
[130] L’échangeur de chaleur 2 comporte une ouverture d’entrée 15 de premier fluide agencée pour recevoir du premier fluide s’écoulant le long du chemin de fluide 8 dans le réceptacle 6.
[131] Cette ouverture d’entrée 15 de premier fluide est située sur une face plane 16 de l’échangeur de chaleur 2, cette face 16 étant perpendiculaire à la paroi périphérique 10.
[132] L’échangeur de chaleur 2 comporte une ouverture de sortie 17 de premier fluide permettant au premier fluide ayant circulé au sein de l’échangeur de chaleur 2 d’en ressortir, après avoir échangé thermiquement avec le deuxième fluide caloporteur au sein de l’échangeur de chaleur 2.
[133] Cette ouverture de sortie 17 de l’échangeur communique avec un orifice de sortie 18 de premier fluide du réceptacle 6 qui est agencé pour évacuer le premier fluide hors du réceptacle 6.
[134] Ainsi le premier fluide pénètre dans le réceptacle 6 par l’orifice d’entrée 14 de premier fluide puis suit le chemin de fluide 8 avant d’entrer dans l'échangeur de chaleur 2 via l’ouverture d’entrée 15 de premier fluide de l’échangeur de chaleur 2. Ensuite le premier fluide sort de l’échangeur de chaleur 2 via l’ouverture de sortie 17 de premier fluide avant d’atteindre l’orifice de sortie 18 de premier fluide du réceptacle 6.
[135] L’orifice de sortie 18 de premier fluide est réalisé dans un conduit séparé 19 du réceptacle 6, et ce conduit séparé 19 communique avec l’ouverture de sortie 17 de premier fluide de l’échangeur de chaleur 2 par un canal coudé 20 qui enjambe une cloison de séparation 21 entre le conduit séparé 19 et le réceptacle 6.
[136] Comme visible sur la figure 1 , le canal coudé 20 qui enjambe la cloison de séparation 21 entre le conduit séparé 19 et le réceptacle 6 est formé par un déflecteur 22, en forme de demi-coquille. Le déflecteur 22 est une pièce distincte du corps monobloc 5.
[137] La cloison de séparation 21 est formée une portion de la paroi latérale 9 du réceptacle 6.
[138] L’orifice de sortie 18 de premier fluide fait face à cette cloison de séparation 21.
[139] Le conduit séparé 19 présente un volume au moins 10 ou 15 ou 20 fois plus petit que le volume du réceptacle 6.
[140] Le réceptacle 6 comporte une paroi de fond plane 25 sur laquelle s’appuie la paroi latérale 9. La paroi de fond 25 est totalement fermée, à savoir elle ne présente pas d’ouverture.
[141] La paroi latérale 9 du réceptacle 6 est ainsi adjacente, à une extrémité, à la paroi de fond 25, et est ouverte, à l’autre extrémité, pour recevoir l’échangeur de chaleur 2.
[142] L’échangeur de chaleur 2 comporte une platine 26 agencée pour fermer le réceptacle 6 du corps monobloc 5, une fois l’échangeur de chaleur 2 mis en place dans ce réceptacle 6.
[143] Comme visible sur la figure 1 , un joint d’étanchéité 27 est interposé entre la platine 26 de l’échangeur de chaleur 2 et un rebord annulaire plan 28 du corps monobloc 5.
[144] Ainsi le réceptacle 6 est rendu étanche.
[145] La platine 26 de l’échangeur de chaleur porte une bride de connexion fluidique 29 agencée pour permettre la connexion de tubulures amenant et évacuant du deuxième fluide caloporteur, ici un fluide réfrigérant destiné à l’échangeur de chaleur 2.
[146] Les ouvertures d’entrée 15 et de sortie 17 de premier fluide caloporteur débouchent sur cette platine 26.
[147] La platine 26 comprend un ajour 30 associé à l’ouverture d’entrée 15 de premier fluide de l’échangeur de chaleur 2, ajour 30 agencé pour permettre l’écoulement du premier fluide entre le chemin de fluide 8 dans le réceptacle et l’ouverture d’entrée 15 de premier fluide de l’échangeur de chaleur 2.
[148] Cet ajour 30, d’un seul tenant, s’étend à la fois en regard de cette ouverture d’entrée 15 et en regard de l’espace entre la paroi latérale 9 du réceptacle 6 du corps monobloc 5 et la paroi périphérique 10 de l’échangeur de chaleur 2.
[149] L’ajour 30 est fermé par le déflecteur 32 pour réaliser un canal coudé pour le premier fluide. Ce déflecteur 32 présente une forme en demi-coquille et est fixée sur la platine 26.
[150] La platine 26 comprend un ajour 33 associé à l’ouverture de sortie 17 de premier fluide de l’échangeur de chaleur 2, ajour 33 qui est éloigné cette ouverture de sortie 17 et positionné en regard du conduit séparé 19.
[151 ] Cet ajour 33 présente une forme de disque tronqué, et est agencé pour permettre l’écoulement du premier fluide entre l’ouverture de sortie 17 de premier fluide de l’échangeur de chaleur et le conduit séparé 19.
[152] L’ajour 33 est fermé par le déflecteur 22 pour réaliser le canal coudé 20 pour le premier fluide.
[153] Le déflecteur 22 est fixé sur cette platine 26 de l’échangeur de chaleur.
[154] Le canal coudé 20 dirige le premier fluide caloporteur de l’ouverture de sortie 17 de l’échangeur de chaleur jusqu’au conduit séparé 19 via l’ajour 33.
[155] Le corps monobloc 5 comporte une paroi de séparation 35 entre la cavité 7 formant le réservoir de dégazage 3 et le réceptacle 6 agencé pour recevoir l’échangeur de chaleur 2.
[156] La cavité 7 formant le réservoir de dégazage 3 est fermée par un couvercle 36 en appui contre un rebord annulaire 37 de la cavité 7.
[157] Le rebord annulaire 37 de la cavité 7 est plan et présente un pourtour rectangulaire.
[158] Le couvercle 36 est une pièce rapportée sur le corps monobloc 5, et fixée, par exemple par soudage, au corps monobloc 5.
[159] Le couvercle 35 comporte un bouchon démontable 38 coopérant avec une bouche de dégazage 39 du réservoir 3. [160] Le rebord annulaire 37 ouvert de la cavité 7 et le rebord annulaire 28 ouvert du réceptacle 6 s’étendent dans deux plans perpendiculaires, comme on peut le voir sur la figure 3.
[161] La cavité 7 formant le réservoir de dégazage 3 comporte une paroi latérale 40 et une paroi de fond 41.
[162] La cavité 7 enveloppe partiellement le réceptacle 6. Ainsi la cavité 7 présente une forme qui chemine sur une portion d’un pourtour du réceptacle 6.
[163] La cavité 7 est de profondeur variable, avec cette profondeur qui est plus petite dans la partie de la cavité 7 qui est au-dessus de l’emplacement du réceptacle 6 pour l’échangeur de chaleur 2.
[164] La profondeur de la cavité 7 est la distance mesurée entre le plan PP du rebord annulaire 37 de la cavité 7 et la paroi de fond 41 de cette cavité 7, suivant une direction perpendiculaire à ce plan du rebord annulaire 37 de la cavité 7.
[165] La paroi de fond 41 du réservoir 3 se confond avec une portion de la paroi latérale 9 du réceptacle 6.
[166] De manière schématique, la cavité 7 présente globalement une forme en L couché, qui s’imbrique avec une forme en rectangle du réceptacle 6.
[167] Le corps monobloc 5 comporte un support 44 agencé pour porter des composants à fonction fluidique. Ce support 44 fait partie du corps monobloc 5 et se présente comme une extension de ce corps monobloc 5. Ce support 44 s’étend depuis le réceptacle 6, généralement suivant le plan du rebord annulaire 28 ouvert du réceptacle 6.
[168] Dans l’exemple décrit, parmi les composants à fonction fluidique, figure une vanne multivoies 45 pour contrôler l’écoulement du premier fluide caloporteur à travers différentes voies d’écoulement, dont certaines passent par le réservoir de dégazage 3 et le réceptacle 6. Le support 44 définit un siège 46 avec des canaux 47, ce siège 46 recevant la vanne 45.
[169] Parmi les composants à fonction fluidique portés par le support 44, figurent également deux pompes 48 pour générer la circulation de premier fluide caloporteur. [170] Le support 44 forme deux logements 49, ou sièges, respectivement pour les deux pompes 48. Chaque siège 49 comporte un canal 50 de premier fluide caloporteur communiquant avec la pompe 48 correspondante.
[171] Les pompes 48 sont de type électrique.
[172] L’assemblage 1 comprend en outre un composant à fonction fluidique 52 formant un échangeur de chaleur de la pompe à chaleur, faisant intervenir un fluide diélectrique s’écoulant en son sein. Cet échangeur de chaleur 52 est disposé contre la paroi de fond 25 du réceptacle 6.
[173] Ce composant à fonction fluidique 52 peut, en variante, être un dispositif de chauffage à résistance de chauffage électrique agencé pour chauffer le premier fluide caloporteur.
[174] On a décrit, en référence aux figures 8 à 10, une variante d’assemblage par rapport à l’exemple qui vent d’être décrit.
[175] Dans cet exemple de réalisation de l’invention, le réceptacle 6 est fermé par une plaque plane 55, distincte de l’échangeur de chaleur 2. La plaque 55 est pleine, sans ouverture.
[176] Ainsi l’échangeur de chaleur 2 est d’abord installé dans le réceptacle 6 puis la plaque 55 est fixée sur le corps monobloc 56 pour fermer le réceptacle 6.
[177] Le conduit séparé 19 dans le corps monobloc 5 qui comprend l’orifice de sortie 18 de premier fluide est ouvert à ses deux extrémités, l’une des extrémités de ce conduit séparé étant fermée par la plaque 55.
[178] L’autre des extrémités de ce conduit séparé 19 débouche sur un déflecteur 22 pour réaliser le canal coudé 20, comme dans l’exemple précédent.
[179] Ce déflecteur 22 est fixé sur une paroi de fond 57 du réceptacle 6, à l’extérieur du corps monobloc 56. Le conduit séparé 19 débouche sur la paroi de fond 57.
[180] Cette paroi de fond 57 n’est pas pleine, à la différence de la paroi de fond 25 de l’exemple précédent.
[181] En effet, la paroi de fond 57 comprend un passage traversant 59 pour loger une bride de connexion fluidique 29 agencée pour permettre la connexion de tubulures amenant et évacuant du deuxième fluide caloporteur destiné à l’échangeur de chaleur 2.
[182] La paroi de fond 57 et la plaque 55 sont positionnées en regard, de part et d’autre du réceptacle 6.
[183] La pompe à chaleur n’est pas décrite plus en détails, étant bien connus de l’art antérieur. L’invention est adaptable à un grand nombre de types de circuit de refroidissement, dans la mesure où les différents composants peuvent être choisis pour réaliser les différentes fonctions attendues.
[184] On va maintenant décrire plus en détails, en référence à la figure 11 , la structure de la vanne multivoies 45, qui est ici une vanne 6-voies, et en référence aux figures 12 à 15, l’intégration de l’assemblage 1 dans un système de gestion thermique 100.
[185] Ce système de gestion thermique 100 comprend, outre l’échangeur de chaleur 2, ou chiller en anglais :
- une première boucle 101 de circulation de premier fluide caloporteur passant, d’une part, par un radiateur de refroidissement 110, en face avant du véhicule, configuré pour refroidir du premier fluide caloporteur circulant dans ce radiateur de refroidissement 110, par échange thermique avec de l’air soufflé, et, d’autre part, par l’échangeur de chaleur 2,
- une deuxième boucle 102 de circulation de premier fluide caloporteur passant dans l’échangeur de chaleur 2, sans traverser le radiateur de refroidissement 110,
- une troisième boucle 103 de circulation de premier fluide caloporteur configurée pour refroidir au moins un composant susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, ici une batterie 111 et une électronique de puissance associée à un moteur électrique 112,
[186] La vanne 6-voies 45 est configurée pour orienter le premier fluide caloporteur sélectivement dans la première boucle 101 ou dans la deuxième boucle 102 tout en conservant la circulation du premier fluide caloporteur dans la troisième boucle de circulation 103, comme cela sera mieux expliqué plus loin. [187] La première boucle de circulation 101 et la deuxième boucle de circulation 102 partagent une branche commune de circulation 104 passant par l’échangeur de chaleur 2 et se raccordant à la vanne 45, à une entrée E2 de cette vanne 45.
[188] La deuxième boucle de circulation 102 comprend une branche de contournement 106 partant de la vanne 45 et débouchant dans la branche commune 104 de circulation passant par l’échangeur de chaleur 2.
[189] Cette branche de contournement 106 permet, pour une position prédéterminée de la vanne 45, de faire circuler le premier fluide caloporteur dans l’échangeur de chaleur 2, sans passer par le radiateur de refroidissement 110.
[190] La vanne 45 comprend une sortie de fluide S1 raccordée à la branche de contournement 106 qui appartient à la deuxième boucle de circulation 102.
[191] La vanne 45 comprend une sortie de fluide S5 raccordée à la première boucle de circulation 101 , sortie S5 par laquelle du premier fluide caloporteur quitte la vanne 45 pour circuler dans la première boucle de circulation 101.
[192] La troisième boucle de circulation 103 est raccordée à une sortie de fluide S4 de la vanne 45 et reconnecte la circulation de cette troisième boucle de circulation 103 à la vanne 45, sur une entrée de fluide E3 de cette vanne 45.
[193] La troisième boucle de circulation 103 passe par deux composants 111 et 112 à refroidir.
[194] Les entrées/sorties de fluide S4 et E3 de la vanne 45 dédiées à la troisième boucle de circulation 103 sont en communication avec l’entrée E2 de la vanne 45 sur laquelle arrive la branche commune 104 des première boucle de circulation 101 et deuxième boucle de circulation 102.
[195] Les entrées/sorties de fluide S4 et E3 et l’entrée E2 de la vanne 45 sont connectées, pour toutes positions de fonctionnement de la vanne, à une première chambre 51 de la vanne 45.
[196] Lorsque l’une des première boucle de circulation 101 et deuxième boucle de circulation 102 est en fonctionnement, du premier fluide caloporteur refroidi par la boucle en fonctionnement est dirigé vers la troisième boucle 103 en vue de refroidir les composants 111 et 112 sur cette troisième boucle, comme illustré sur les figures 12 et 13. [197] A l’inverse, comme illustré sur la figure 15, lorsque les première boucle de circulation 101 et deuxième boucle de circulation 102 sont à l’arrêt, la troisième boucle 103 peut fonctionner de manière isolée et le premier fluide caloporteur qui y circule est chauffé par l’un des composants électriques 112, par exemple une électronique ou un moteur électrique, et, après être chauffé, sert à réchauffer un autre composant électrique, par exemple une batterie 111 , sur cette troisième boucle 103.
[198] La troisième boucle de circulation 103 est raccordée à une branche de dérivation 108 configurée pour dévier du premier fluide caloporteur de la troisième boucle de circulation 103 vers une entrée E6 de la vanne 45.
[199] La vanne 45 est configurée pour mettre en communication fluidique sélectivement cette entrée E6 avec la sortie S5 vers la première boucle de circulation 101 ou cette entrée E6 avec la sortie S1 vers la deuxième boucle de circulation 102.
[200] La vanne 45 comprend une deuxième chambre 62 et une troisième chambre 63, isolées entre elles et isolées chacune de la première chambre 51 , où :
- dans une première position de la vanne multivoies POS1 (illustrée à la figure 12), la deuxième chambre 62 met en communication, d’une part, l’entrée E6 de la vanne multivoies et, d’autre part, la sortie S5 de la vanne multivoies, et seule la sortie S1 de la vanne multivoies est alors reliée à la troisième chambre 63 (il n’y a donc pas de circulation dans cette troisième chambre),
- dans une deuxième position de la vanne multivoies POS2 (illustrée aux figures 13 à 15), la troisième chambre 63 met en communication, d’une part, l’entrée E6 de la vanne multivoies et, d’autre part, la sortie S1 de la vanne multivoies, tandis que la deuxième chambre 62 est hors fonctionnement (seule la sortie S5 de la vanne multivoies est alors reliée à cette deuxième chambre, il n’y a donc pas de circulation dans cette deuxième chambre),
- la vanne multivoies 45 étant actionnable entre ces première et deuxième positions POS1 et POS2. [201 ] Les chambres 51 , 62 et 63 formées sur un corps 64 rotatif, sont délimitées par des cloisons 65 formant trois branches sensiblement radiales.
[202] Le corps 64 est logé dans un siège du corps monobloc 56.
[203] La branche commune 104 de la première boucle de circulation 101 comprend en série avec l’échanger de chaleur 2, un dispositif de chauffage 109 avec une résistance électrique, configuré pour chauffer le premier fluide caloporteur, lors d’une mise à l’arrêt de l’échangeur de chaleur 2, comme illustré sur la figure 14.
[204] Une vanne anti-retour 130 peut être prévue sur la branche 104.
[205] La branche commune 104 comporte une pompe 48 pour provoquer la circulation de fluide.
[206] La troisième boucle de circulation 103 également comporte une pompe 48.
[207] La branche de dérivation 108 reliée à la troisième boucle de circulation 103 et connectée à l’entrée E6 peut comprendre une vanne d’arrêt, non représentée, configurée pour couper la circulation de fluide. Cette vanne permet d’éviter qu’en mode chauffage de la batterie par l’électronique de puissance, une partie du fluide continue de circuler par le chiller 2.

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] Système de gestion thermique (100) pour véhicule, comportant :
- un échangeur de chaleur (2) configuré pour permettre un échange de chaleur entre, d’une part, un écoulement d’un premier fluide caloporteur, notamment à base d’eau ou un fluide diélectrique, au sein de l’échangeur de chaleur, et, d’autre part, un écoulement d’un deuxième fluide caloporteur, notamment un fluide réfrigérant ou un fluide diélectrique, au sein de l’échangeur de chaleur (2),
- une première boucle (101 ) de circulation de premier fluide caloporteur passant, d’une part, par un radiateur de refroidissement (110), notamment disposé sur une face avant d’un véhicule, configuré pour refroidir du premier fluide caloporteur circulant dans ce radiateur de refroidissement (110), par échange thermique avec de l’air, et, d’autre part, par l’échangeur de chaleur (2),
- une deuxième boucle (102) de circulation de premier fluide caloporteur passant dans l’échangeur de chaleur (2), sans traverser le radiateur de refroidissement (110),
- une troisième boucle (103) de circulation de premier fluide caloporteur configurée pour refroidir au moins un composant (111 ; 112) susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement, notamment une batterie et/ou une électronique de puissance et/ou un moteur électrique,
- une vanne multivoies (45), notamment une vanne 6-voies, configurée pour orienter le premier fluide caloporteur sélectivement dans la première boucle (101 ) ou dans la deuxième boucle (102) tout en conservant la circulation du premier fluide caloporteur dans la troisième boucle de circulation (103).
[Revendication 2] Système selon la revendication précédente, dans lequel la première boucle de circulation (101 ) et la deuxième boucle de circulation (102) partagent une branche commune (104) de circulation passant par l’échangeur de chaleur (2) et se raccordant à la vanne multivoies (45), à une entrée (E2) de cette vanne.
[Revendication 3] Système selon la revendication précédente, dans lequel la deuxième boucle de circulation (102) comprend une branche de contournement (106) partant de la vanne multivoies (45) et débouchant dans la branche commune (104) de circulation passant par l’échangeur de chaleur (2).
[Revendication 4] Système selon la revendication précédente, dans lequel la vanne multivoies (45) comprend une sortie de fluide (S1 ) raccordée à la branche de contournement (106) qui appartient à la deuxième boucle de circulation (102).
[Revendication 5] Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la vanne multivoies (45) comprend une sortie de fluide (S5) raccordée à la première boucle de circulation (101 ), sortie par laquelle du premier fluide caloporteur quitte la vanne multivoies pour circuler dans la première boucle de circulation.
[Revendication 6] Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la troisième boucle de circulation (103) est raccordée à une sortie de fluide (S4) de la vanne multivoies (45) et reconnecte la circulation de cette troisième boucle de circulation à la vanne multivoies, sur une entrée de fluide (E3) de cette vanne.
[Revendication 7] Système selon la revendication précédente, dans lequel les entrée (E3) et sortie (S4) de fluide de la vanne multivoies (45) dédiées à la troisième boucle de circulation (103) et l’entrée (E2) de la vanne multivoies sur laquelle arrive la branche commune des première boucle de circulation et la deuxième boucle de circulation sont connectées, pour toutes positions de fonctionnement de la vanne, à une première chambre (51 ) de la vanne multivoies.
[Revendication 8] Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la troisième boucle de circulation (103) est raccordée à une branche de dérivation (108) configurée pour dévier du premier fluide caloporteur de la troisième boucle de circulation vers une entrée (E6) de la vanne multivoies (45). [Revendication 9] Système selon la revendication précédente, dans lequel la vanne multivoies (45) comprend une deuxième chambre (62) et une troisième chambre (63), isolées entre elles et isolées chacune de la première chambre, où :
- dans une première position (POS1 ) de la vanne multivoies, la deuxième chambre (62) met en communication, d’une part, l’entrée (E6) de la vanne multivoies connectée à la branche de dérivation (108) reliée à la troisième boucle de circulation (103) et, d’autre part, la sortie (S5) de la vanne multivoies vers la première boucle de circulation (101 ), tandis que la troisième chambre (63) est hors fonctionnement,
- dans une deuxième position (POS2) de la vanne multivoies, la troisième chambre (63) met en communication, d’une part, l’entrée (E6) de la vanne multivoies connectée à la branche de dérivation (108) reliée à la troisième boucle de circulation (103) et, d’autre part, la sortie (S1 ) de la vanne multivoies vers la deuxième boucle de circulation (102), tandis que la deuxième chambre est hors fonctionnement,
- la vanne (45) étant actionnable entre ces première et deuxième positions. [Revendication 10] Pompe à chaleur, notamment embarquée sur un véhicule, comportant un système (100) selon l’une des revendications précédentes.
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