WO2025242564A1 - Dispositif de gestion thermique des batteries pour véhicule électrique ou hybride - Google Patents

Dispositif de gestion thermique des batteries pour véhicule électrique ou hybride

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WO2025242564A1
WO2025242564A1 PCT/EP2025/063538 EP2025063538W WO2025242564A1 WO 2025242564 A1 WO2025242564 A1 WO 2025242564A1 EP 2025063538 W EP2025063538 W EP 2025063538W WO 2025242564 A1 WO2025242564 A1 WO 2025242564A1
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WO
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heat exchanger
transfer fluid
heat transfer
fluid
heat
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Laurent Delaforge
Rody EL-CHAMMAS
Rabih MURR
Muriel Porto
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling

Definitions

  • the invention relates to the field of electric and hybrid motor vehicles and more particularly to a thermal management device for the passenger compartment and batteries of such a motor vehicle.
  • thermal management circuits with interconnections are used to transfer heat or cold.
  • a heat transfer fluid such as water or glycol water, circulates within these thermal management circuits.
  • These thermal management circuits are generally associated with a refrigerant circuit comprising a first cooler dedicated to the batteries and a second cooler dedicated to the passenger compartment.
  • refrigerant is flammable, such as R290
  • current regulations mandate a specific volume of this refrigerant, as well as the shortest possible pipe and circulation routes to minimize pressure losses. The complexity of the thermal management system architecture is thus transferred to the heat transfer fluid circuit to enable the various standard operating modes.
  • One of the aims of the present invention is therefore to remedy at least partially the disadvantages of the prior art and to propose an improved management device, in particular for cooling batteries during fast charging.
  • the present invention relates to a thermal management device for electric or hybrid motor vehicle comprising a heat transfer fluid circuit and a refrigerant circuit in which a refrigerant is intended to circulate, said refrigerant circuit comprising, in the direction of refrigerant flow, a compressor, a joint heat exchanger jointly disposed on the heat transfer fluid circuit, a first dual-fluid heat exchanger jointly disposed on the heat transfer fluid circuit, the refrigerant circuit comprising a first expansion device disposed upstream of the first dual-fluid heat exchanger, the refrigerant circuit further comprising, a branch connected parallel to the first dual-fluid heat exchanger and the first expansion device, said branch comprising a second dual-fluid heat exchanger, jointly disposed on the heat transfer fluid circuit, and a second expansion device disposed upstream of the second dual-fluid heat exchanger, the heat transfer fluid circuit comprising:
  • a third loop comprising a third pump, the second two-fluid heat exchanger and a second heat exchanger thermally coupled to an airflow
  • a first heat transfer fluid redirection device configured to redirect the heat transfer fluid at the outlet of the second two-fluid heat exchanger towards the second bypass pipe or towards the heat transfer fluid inlet of the second heat exchanger thermally coupled to an airflow
  • a second redirection device configured to redirect the fluid heat transfer fluid at the outlet of the combined heat exchanger, heated towards the first heat exchanger thermally coupled to an airflow or towards the third bypass pipe,
  • a third redirection device configured to redirect the heat transfer fluid at the outlet of the second two-fluid heat exchanger, passing through the second bypass pipe, towards the second loop or towards the fifth bypass pipe.
  • the thermal management device is configured to operate in a first mode of operation in which: the refrigerant circuit is operating such that high-pressure refrigerant circulates in the combined heat exchanger and low-pressure refrigerant circulates in both the first and second dual-fluid heat exchangers; within the heat transfer fluid circuit, the heat transfer fluid set in motion by the first pump circulates between the combined heat exchanger and the radiator via the third bypass line; the heat transfer fluid set in motion by the second pump circulates between the first dual-fluid heat exchanger and the heat exchanger thermally coupled to the coils; at the outlet of the heat exchanger thermally coupled to the coils, a portion of the heat transfer fluid returns to the first dual-fluid heat exchanger and another portion of the heat transfer fluid passes through the first bypass line to return to the third loop and pass through the second heat exchanger.
  • the heat transfer fluid joins the heat transfer fluid inlet of the heat exchange
  • the second loop includes an electric heating element for the heat transfer fluid arranged upstream of the first two-fluid heat exchanger.
  • the thermal management device is configured to operate in a second operating mode in which: the refrigerant circuit is off, within the heat transfer fluid circuit, the heat transfer fluid is put into movement by the second pump circulates in the second loop between the electric heating element which is in operation, the first bi-fluid heat exchanger and the heat exchanger thermally coupled with the batteries.
  • the heat transfer fluid circuit comprises:
  • a fourth redirection device configured to redirect the heat transfer fluid arriving at the heat exchanger thermally coupled with the batteries to the sixth bypass line or to the heat exchanger thermally coupled with the batteries.
  • the thermal management device is configured to operate in a third operating mode in which: the refrigerant circuit is in operation such that high-pressure refrigerant circulates in the joint heat exchanger and low-pressure refrigerant circulates in the first two-fluid heat exchanger, within the heat transfer fluid circuit, the heat transfer fluid set in motion by the first pump circulates between the joint heat exchanger and the first heat exchanger thermally coupled to an airflow, the heat transfer fluid set in motion by the second pump circulates between the electric heating element which is in operation, the first two-fluid heat exchanger and the sixth bypass line.
  • the heat transfer fluid circuit comprises:
  • a fifth redirection device configured to redirect the heat transfer fluid exiting the heat exchanger with the electrical power chain towards the radiator or towards the eighth bypass pipe
  • bypass pipe connecting the heat transfer fluid outlet of the thermally coupled heat exchanger to the coils or the sixth bypass pipe to the heat transfer fluid inlet of the exchanger of heat with the electrical power chain, the seventh bypass line further comprising a fourth pump arranged upstream or downstream of the heat exchanger with the electrical power chain between the eighth and ninth bypass lines.
  • the thermal management device is configured to operate in a fourth operating mode in which: the refrigerant circuit is in operation such that high-pressure refrigerant circulates in the joint heat exchanger and low-pressure refrigerant circulates in both the first and second bi-fluid heat exchangers, within the heat transfer fluid circuit, the heat transfer fluid set in motion by the second pump circulates between the first bi-fluid heat exchanger and the heat exchanger thermally coupled with the batteries, the heat transfer fluid set in motion by the first pump circulates between the joint heat exchanger and the radiator via the third bypass line, and the heat transfer fluid set in motion by the fourth pump also circulates within the seventh bypass line, between the heat exchanger with the electrical power chain and the radiator.
  • the thermal management device is configured to operate in a fifth operating mode in which: the refrigerant circuit is operating such that high-pressure refrigerant circulates in the combined heat exchanger and low-pressure refrigerant circulates in both the first and second dual-fluid heat exchangers; within the heat transfer fluid circuit, the heat transfer fluid set in motion by the first pump circulates between the combined heat exchanger and the radiator via the third bypass line; the heat transfer fluid set in motion by the second pump circulates between the first dual-fluid heat exchanger and the heat exchanger thermally coupled to the coils; at the outlet of the heat exchanger thermally coupled to the coils, a portion of the heat transfer fluid returns to the first dual-fluid heat exchanger and another portion of the heat transfer fluid passes through the first bypass line to return to the third loop and through the second heat exchanger.
  • the heat transfer fluid joins the heat transfer fluid inlet of the coupled heat exchanger.
  • the heat transfer fluid set in motion by the fourth pump also circulates within the seventh bypass pipe, between the heat exchanger with the electrical power chain and the radiator.
  • the thermal management device is configured to operate in a sixth operating mode in which: the refrigerant circuit is in operation such that high-pressure refrigerant circulates in the joint heat exchanger and low-pressure refrigerant circulates in the first two-fluid heat exchanger, within the heat transfer fluid circuit, the heat transfer fluid set in motion by the first pump circulates between the joint heat exchanger and the first heat exchanger thermally coupled to an airflow, the heat transfer fluid set in motion by the fourth pump circulates between the heat exchanger with the electrical power chain, the eighth bypass line, the first two-fluid heat exchanger, the sixth bypass line and the ninth bypass line.
  • the thermal management device is configured to operate in a seventh operating mode in which: the refrigerant circuit is in operation such that high-pressure refrigerant circulates in the combined heat exchanger and low-pressure refrigerant circulates in the first dual-fluid heat exchanger; within the heat transfer fluid circuit, the heat transfer fluid set in motion by the first pump circulates between the combined heat exchanger and the first heat exchanger thermally coupled to an airflow; the heat transfer fluid set in motion by the second pump circulates between the first dual-fluid heat exchanger and the heat exchanger thermally coupled to the coils; at the outlet of the heat exchanger thermally coupled to the coils, a portion of the heat transfer fluid returns to the first dual-fluid heat exchanger and another portion of the heat transfer fluid passes through the ninth bypass line to cross the heat exchanger with the chain of electrical power, at the output of the heat exchanger with the electrical power chain, the heat transfer fluid joins the heat transfer fluid inlet of the first two-fluid heat exchanger via
  • the thermal management device is configured to operate in an eighth operating mode in which: the refrigerant circuit is stopped, within the heat transfer fluid circuit, the heat transfer fluid set in motion by the fourth pump circulates in the heat exchanger with the electrical power chain and joins the heat transfer fluid inlet of the first two-fluid heat exchanger via the eighth bypass line, the heat transfer fluid then passes through the heat exchanger thermally coupled with the batteries and, at the outlet of the heat exchanger thermally coupled with the batteries, the heat transfer fluid passes through the ninth bypass line to join the heat exchanger with the electrical power chain.
  • the Thermal Management Device is configured to operate in a ninth operating mode in which: the refrigerant circuit is operating such that high-pressure refrigerant circulates in the combined heat exchanger and low-pressure refrigerant circulates in both the first and second dual-fluid heat exchangers; within the heat transfer fluid circuit, the heat transfer fluid set in motion by the first pump circulates between the combined heat exchanger and the first heat exchanger thermally coupled to an airflow; within the heat transfer fluid circuit, the heat transfer fluid set in motion by the fourth pump circulates in the heat exchanger with the electrical power chain and joins the heat transfer fluid inlet of the first dual-fluid heat exchanger via the eighth bypass line; the heat transfer fluid then passes through the heat exchanger thermally coupled to the batteries; at the outlet of the heat exchanger thermally coupled heat with the batteries, the heat transfer fluid passes through the ninth bypass pipe to join the heat exchanger with the electrical power chain, the heat transfer fluid set in motion by the third pump also circulates between the second bi-fluid heat
  • the thermal management device is configured to operate in a tenth operating mode in which: The refrigerant circuit is in operation such that high-pressure refrigerant circulates in the joint heat exchanger and low-pressure refrigerant circulates in the second bi-fluid heat exchanger, the heat transfer fluid set in motion by the first pump circulates between the joint heat exchanger and the first heat exchanger thermally coupled to an airflow, the heat transfer fluid set in motion by the third pump circulates between the second bi-fluid heat exchanger and the second heat exchanger thermally coupled to an airflow, the heat transfer fluid set in motion by the fourth pump also circulates within the seventh bypass line, between the heat exchanger with the electrical power chain and the radiator.
  • the thermal management device is configured to operate in a twelfth operating mode in which: the refrigerant circuit is in operation such that high-pressure refrigerant circulates in the combined heat exchanger and refrigerant in the first and second dual-fluid heat exchangers; within the heat transfer fluid circuit, the heat transfer fluid set in motion by the first pump circulates between the combined heat exchanger and the radiator via the third bypass line; the heat transfer fluid set in motion by the fourth pump circulates, on the other hand, within the seventh bypass line between the heat exchanger with the electrical power chain and the radiator; the heat transfer fluid set in motion by the second pump also circulates between the electric heating element and the operating heat transfer fluid; the heat transfer fluid then travels up the eighth bypass line to join the seventh bypass line and the radiator, at the outlet of the radiator, part of the heat transfer fluid joins the fourth bypass pipe in order to then go up the first bypass pipe to join the second loop.
  • Figure 1 is a schematic representation of a refrigerant fluid circuit of a thermal management device
  • FIG 2 is a schematic representation of a heat transfer fluid circuit according to a first embodiment of a thermal management device
  • FIG. 3 is a schematic representation of the circuit device of heat transfer fluid of Figure 2 according to a first operating mode
  • Figure 4 is a schematic representation of the heat transfer fluid circuit device of Figure 2 according to a second operating mode
  • Figure 5 is a schematic representation of the heat transfer fluid circuit device of Figure 2 according to a third operating mode
  • Figure 6 is a schematic representation of a heat transfer fluid circuit according to a second embodiment of a thermal management device
  • FIG. 7 Figure 7 is a schematic representation of the heat transfer fluid circuit device of Figure 6 according to a fourth operating mode
  • Figure 8 is a schematic representation of the heat transfer fluid circuit device of Figure 6 according to a fifth operating mode
  • Figure 9 is a schematic representation of the heat transfer fluid circuit device of Figure 6 according to a sixth operating mode
  • Figure 10 is a schematic representation of the heat transfer fluid circuit device of Figure 6 according to a seventh operating mode
  • FIG 11 Figure 11 is a schematic representation of the heat transfer fluid circuit device of Figure 6 according to an eighth operating mode
  • Figure 12 is a schematic representation of the heat transfer fluid circuit device of Figure 6 according to a ninth operating mode
  • FIG 13 is a schematic representation of the heat transfer fluid circuit device of Figure 6 according to one tenth operating mode
  • FIG 14 is a schematic representation of the heat transfer fluid circuit device of Figure 6 according to an eleventh operating mode
  • Figure 15 is a schematic representation of the heat transfer fluid circuit device of Figure 6 according to a twelfth mode of operation.
  • certain elements or parameters can be indexed, such as first element or second element, first parameter and second parameter, first criterion and second criterion, etc. In this case, it is simply an indexing to differentiate and name similar but not identical elements, parameters, or criteria. This indexing does not imply a priority of one element, parameter, or criterion over another, and such designations can easily be interchanged. without going beyond the scope of this description. This indexing also does not imply a chronological order, for example, for assessing one criterion or another.
  • placed upstream means that an element is positioned before another with respect to the direction of fluid flow.
  • placed downstream means that an element is positioned after another with respect to the direction of fluid flow.
  • the thermal management device for an electric or hybrid motor vehicle comprises a heat transfer fluid circuit (visible in Figures 2 to 15) and a refrigerant fluid circuit X (visible in Figure 1) in which a refrigerant fluid is intended to circulate.
  • the refrigerant fluid circuit X may, in particular, contain a potentially flammable fluid such as R290 as the refrigerant.
  • the refrigerant circuit X includes, in the direction of refrigerant flow, a compressor 101, a combined heat exchanger 4 located on the heat transfer fluid circuit 1, and a first dual-fluid heat exchanger 8 located on the heat transfer fluid circuit.
  • This combined heat exchanger 4 may, in particular, be a condenser.
  • the refrigerant circuit X also includes a first expansion device 102 located upstream of the first dual-fluid heat exchanger 8. More specifically, the first expansion device 102 is located upstream of the first dual-fluid heat exchanger 8 and downstream of the combined heat exchanger 4.
  • the refrigerant circuit X may also include a branch X’ connected in parallel to the first two-fluid heat exchanger 8 and the first expansion device 102.
  • This branch X’ includes a second two-fluid heat exchanger 12 also jointly arranged on the heat transfer fluid circuit and a second expansion device 103 arranged upstream of the second two-fluid heat exchanger 12. More specifically, the branch X’ connects a first connection point XI to a second connection point X2.
  • the first connection point XI is arranged upstream of the first expansion device 102, between the joint heat exchanger 4 and the first expansion device 102.
  • the second connection point X2 is arranged downstream of the first heat exchanger 8, between the first heat exchanger 8 and the compressor 101.
  • the heat transfer fluid circuit comprises a first loop A, a second loop B and a third loop C (shown in thick lines) interconnected with each other by means of several branch lines 21, 22, 23, 24, 25 (shown in thin lines).
  • the first loop A more particularly comprises a first pump 3, the combined heat exchanger 4 and a first heat exchanger thermally coupled to an airflow 5.
  • the first pump 3 may in particular be arranged upstream or downstream of the combined heat exchanger 4.
  • This first heat exchanger, thermally coupled to an airflow 5, can notably be arranged in a heating, ventilation, and air conditioning system for the passenger compartment of the motor vehicle.
  • This first heat exchanger, thermally coupled to an airflow 5, can thus be configured to carry an airflow destined for the passenger compartment.
  • this first heat exchanger, thermally coupled to an airflow 5 can be indirectly coupled to this airflow by means of another heat exchange loop.
  • the second loop B comprises a second pump 6, the first two-fluid heat exchanger 8, and a heat exchanger thermally coupled to the coils 7.
  • a heat exchanger thermally coupled to the coils 7 is defined as a heat exchanger configured to allow direct or indirect heat exchange with the coils in order to regulate their temperature.
  • the second pump 6 can, in particular, be located upstream or downstream of the first two-fluid heat exchanger 8.
  • the third loop C comprises a third pump 11, a second two-fluid heat exchanger 12, and a second heat exchanger thermally coupled to an airflow 13.
  • the third pump 11 can, in particular, be located upstream or downstream of the second two-fluid heat exchanger 12.
  • This second heat exchanger thermally coupled to an airflow 13 can, in particular, be located in a heating, ventilation, and air conditioning system for the passenger compartment of the motor vehicle, similar to the first heat exchanger thermally coupled to an airflow 5.
  • This second heat exchanger thermally coupled to an airflow 13 can thus be configured to carry an airflow destined for the passenger compartment.
  • the second heat exchanger thermally coupled to an airflow 13 is located upstream of the first heat exchanger thermally coupled to an airflow 5 in the direction of the airflow passing through them.
  • this second heat exchanger thermally coupled to an airflow 13 can be indirectly coupled to this airflow by means of another heat exchange loop.
  • the first bypass line 21 connects the heat transfer fluid outlet of the heat exchanger thermally coupled with the batteries 7 to the heat transfer fluid inlet of the second two-fluid heat exchanger 12.
  • this first branch line 21 connects, more specifically, a first connection point 21a to a second connection point 21b.
  • the first connection point 21a is located on the second loop B downstream of the heat exchanger thermally coupled with the coils 7, between the coupled heat exchanger thermally with the batteries 7 and the first bifluid heat exchanger 8.
  • the second connection point 21b is located on the third loop C upstream of the second bifluid heat exchanger 12, between the second heat exchanger thermally coupled to an airflow 13 and the second bifluid heat exchanger 12.
  • the second bypass line 22 connects the heat transfer fluid outlet of the second two-fluid heat exchanger 12 to the heat transfer fluid inlet of the heat exchanger thermally coupled with the batteries 7.
  • this second branch line 22 connects more specifically a first connection point 22a to a second connection point 22b.
  • the first connection point 22a is located on the third loop C downstream of the second two-fluid heat exchanger 12, between the second two-fluid heat exchanger 12 and the second heat exchanger thermally coupled to an airflow 13.
  • the second connection point 22b is located on the second loop B upstream of the heat exchanger thermally coupled to the coils 7, between the first two-fluid heat exchanger 8 and the heat exchanger thermally coupled to the coils 7.
  • the second pump 6 is more particularly disposed downstream or upstream of the first two-fluid heat exchanger 8, between the first connection point 21a of the first branch line 21 and the second connection point 22b of the second branch line 22.
  • the second pump 11 is located downstream or upstream of the second two-fluid heat exchanger 12, between the second connection point 21b of the first branch line 21 and the first connection point of the second branch line 22.
  • the heat transfer fluid circuit also includes a first heat transfer fluid redirection device 41 configured to redirect the heat transfer fluid from the outlet of the second two-fluid heat exchanger 12 to the second bypass line 22 or to the heat transfer fluid inlet of the second heat exchanger thermally coupled to an airflow 13.
  • this first redirection device 41 is a three-way valve located at the first connection point 22a of the second bypass line 22.
  • This first redirection device 41 can also be a set of shut-off valves and/or check valves or other known means for controlling the fluid flow.
  • the heat transfer fluid circuit further includes a third bypass pipe 23 connecting the heat transfer fluid outlet of the combined heat exchanger 4 to the heat transfer fluid inlet of the combined heat exchanger.
  • This third bypass pipe 23 includes, in particular, a radiator 10.
  • This radiator 10 can, in particular, be traversed by an external airflow. Motor vehicle, for example at the front.
  • the third bypass pipe 23 may also include an expansion tank 9.
  • the third branch line 23 connects a first connection point 23a to a second connection point 23b.
  • the first connection point 23a is located on the first loop A downstream of the combined heat exchanger 4, more precisely between the combined heat exchanger 4 and the first heat exchanger thermally coupled to an airflow 5.
  • the second connection point 23b is located on the first loop A upstream of the combined heat exchanger 4, more precisely between the first heat exchanger thermally coupled to an airflow 5 and the combined heat exchanger 4.
  • the first pump 3 is located on the first loop A between the second connection point 23a and the first connection point 23, either upstream or downstream of the combined heat exchanger 4.
  • the heat transfer fluid circuit may also include a second redirection device 42 configured to redirect the heat transfer fluid at the outlet of the joint heat exchanger 4 to the first heat exchanger thermally coupled to an airflow 5 or to the third bypass line 23.
  • this second redirection device 42 is a three-way valve located at the first connection point 23a of the third bypass line 23.
  • This second redirection device 42 may also be a set of shut-off valves and/or check valves or other known means of controlling the fluid flow.
  • the heat transfer fluid circuit also includes a fourth bypass pipe 24 connecting the heat transfer fluid outlet of the radiator 10 to the second two-fluid heat exchanger 12.
  • this fourth branch line 24 connects a first connection point 24a to a second connection point 24b.
  • the first connection point 24a is located on the third branch line 23, downstream of the radiator 10.
  • the second connection point 24b is located on the third loop C upstream of the second two-fluid heat exchanger 12, between the second heat exchanger thermally coupled to an airflow 13 and the second two-fluid heat exchanger 12. More specifically, the second connection point 24b is located upstream of the second connection point 21b of the first branch line 21.
  • the heat transfer fluid circuit also includes a fifth bypass line 25 connecting the heat transfer fluid outlet of the second two-fluid heat exchanger 12 to the heat transfer fluid inlet of the radiator 10.
  • this fifth branch pipe 25 connects a first connection point 25a to a second connection point 25b.
  • the first connection point 25a is located on the second branch pipe 22.
  • the second connection point 25b is located on the third branch pipe 23, upstream of the radiator 10.
  • the heat transfer fluid circuit further includes a third redirection device 43 configured to redirect the heat transfer fluid at the outlet of the second two-fluid heat exchanger 12, passing through the second bypass pipe 22, to the second loop B or to the fifth bypass pipe 25.
  • this third redirection device 43 is a three-way valve located at the first connection point 25a of the fifth bypass pipe 25.
  • This third redirection device 43 can also be a set of shut-off valves and/or check valves or other known means for controlling the fluid flow.
  • the second loop B may also include an electric heating element 16 for the heat transfer fluid arranged upstream of the first two-fluid heat exchanger 8.
  • this electric heating element 16 is arranged between the first connection point 21a of the first branch line 21 and the first two-fluid heat exchanger 8.
  • the electric heating element 16 may, in particular, be a high-voltage resistor.
  • the thermal management device is thus configured to operate according to several operating modes illustrated in Figures 3 to 15 with regard to the heat transfer fluid circuit.
  • the elements in which the heat transfer fluid does not circulate or are not functional are represented by dashed lines.
  • the thermal management device can be configured to operate according to a first operating mode illustrated in Figure 3.
  • the refrigerant circuit X is in operation such that high-pressure refrigerant circulates in the joint heat exchanger 4 and low-pressure refrigerant circulates in both the first 8 and the second 12 bi-fluid heat exchanger.
  • the heat transfer fluid set in motion by the first pump 3 circulates on the one hand between the joint heat exchanger 4 and the radiator 10 via the third bypass pipe 23.
  • the heat transfer fluid set in motion by the second pump 6 circulates, on the other hand, between the first two-fluid heat exchanger 8 and the exchanger of heat thermally coupled with batteries 7.
  • part of the heat transfer fluid joins the first bifluid heat exchanger 8 and another part of the heat transfer fluid passes through the first bypass pipe 21 to join the third loop C and cross the second bifluid heat exchanger 12.
  • the heat transfer fluid joins the heat transfer fluid inlet of the heat exchanger thermally coupled with the batteries 7 via the second bypass pipe 22.
  • the heat transfer fluid thus circulates in parallel in the first 8 and the second 12 bifluid heat exchangers. As it passes through these two bifluid heat exchangers 8 and 12, the heat transfer fluid transfers heat energy to the refrigerant of the refrigerant circuit X and is cooled. As it passes through the heat exchanger thermally coupled to the coils 7, the heat transfer fluid recovers heat energy by cooling the coils.
  • the heat transfer fluid recovers the heat energy from the refrigerant that the refrigerant in the refrigerant circuit X has recovered via the first 8 and second 12 two-fluid heat exchangers. The heat transfer fluid then releases this heat energy via the radiator 10, for example into the external airflow.
  • the second loop B includes an electric heating element 16 in this mode of operation, the latter is at rest and is passively traversed by the heat transfer fluid.
  • the thermal management device can be configured to operate according to a second operating mode illustrated in Figure 4.
  • the refrigerant fluid circuit X is at a standstill.
  • the heat transfer fluid set in motion by the second pump 6 circulates in the second loop B between the electric heating element 16 which is in operation, the first bi-fluid heat exchanger 8 and the heat exchanger thermally coupled with the batteries 7.
  • the heat transfer fluid is thus heated by the electric heating element 6 and heats the batteries as it passes through the heat exchanger thermally coupled to the batteries 7. As the refrigerant fluid circuit X is stopped, the heat transfer fluid passively passes, without heat exchange, through the first two-fluid heat exchanger 8.
  • the heat transfer fluid circuit may also include a sixth bypass line 26 of the heat exchanger thermally coupled with the batteries 7 connecting the heat transfer fluid inlet of said heat exchanger thermally coupled with the batteries 7 to its heat transfer fluid outlet on the second loop B.
  • this sixth branch line 23 connects more specifically a first connection point 26a to a second connection point 26b.
  • the first connection point 26a is located on the second loop B upstream of the heat exchanger thermally coupled with the coils 7, more precisely between the first bifluid heat exchanger 8 and the second connection point 22b of the second connecting pipe 22.
  • the second connection point 26b is also located on the second loop B, downstream of the heat exchanger thermally coupled with the coils 7, more precisely between the heat exchanger thermally coupled with the coils 7 and the first bifluid heat exchanger 8.
  • the second pump 6 is then located downstream or upstream of the first bifluid heat exchanger 8 between the first connection point 21a of the first branch pipe 21 and the first connection point 26a of the sixth branch pipe 23.
  • the heat transfer fluid circuit may also include a fourth redirection device 44 configured to redirect the heat transfer fluid arriving at the heat exchanger thermally coupled with the coils 7, to the sixth bypass line 26 or to the heat exchanger thermally coupled with the coils 7.
  • this fourth redirection device 44 is a three-way valve located at the first connection point 26a of the sixth bypass line 26.
  • This fourth redirection device 44 may also be a set of shut-off valves and/or check valves or other known means for controlling the fluid flow.
  • the thermal management device can be configured to operate according to a third operating mode illustrated in Figure 5.
  • the refrigerant fluid circuit X is in operation so that high-pressure refrigerant flows in the joint heat exchanger 4 and low-pressure refrigerant flows in the first bi-fluid heat exchanger 8.
  • the heat transfer fluid set in motion by the first pump 3 circulates on the one hand between the combined heat exchanger 4 and the first heat exchanger thermally coupled to an airflow 5.
  • the heat transfer fluid set in motion by the second pump 6 circulates on the other hand between the electric heating element 16 which is in operation, the first bi-fluid heat exchanger 8 and the sixth bypass pipe 26.
  • the heat transfer fluid is thus heated by the electric heating element 6 and this heat energy is transferred to the refrigerant of the refrigerant circuit X by passing through the first two-fluid heat exchanger 8.
  • the heat transfer fluid recovers this heat energy. As it passes through the first air exchanger 5, the heat transfer fluid releases this heat energy, for example, to the internal airflow to heat the passenger compartment.
  • the heat transfer fluid circuit may also include a seventh bypass line 27 connecting the heat transfer fluid outlet of the radiator 10 to the heat transfer fluid inlet of the radiator 10.
  • This seventh bypass line 27 includes a heat exchanger with the electric power chain 15 of the motor vehicle as well as a fourth pump 14.
  • the electric power chain may include, in particular, elements such as the powertrain and the internal charger.
  • this seventh branch pipe 27 connects a first connection point 27a to a second connection point 27b.
  • the first connection point 27a is located on the fourth branch pipe 24.
  • the second connection point 27b is located on the fifth branch pipe 25.
  • the heat transfer fluid circuit may also include an eighth bypass line 28 connecting the heat transfer fluid outlet of the heat exchanger with the electrical power chain 15 to the heat transfer fluid inlet of the first two-fluid heat exchanger 8.
  • this eighth branch line 28 connects a first connection point 28a to a second connection point 28b.
  • the first connection point 28a is located, in particular, on the seventh branch line 27 downstream of the heat exchanger with the electrical power chain 15.
  • the second connection point connection 28b is located on the second loop B upstream of the first two-fluid heat exchanger 8, more precisely between the heat exchanger thermally coupled with the batteries 7 and the first two-fluid heat exchanger 8, preferably downstream of the first connection point 21a of the first branch line 21. More particularly, in the case where the second loop B includes an electric heating element 16, the second connection point 28b of the eighth branch line 28 is located between the electric heating element 16 and the first two-fluid heat exchanger 8.
  • the second pump 6 is then preferably located upstream of the second connection point 28b of the eighth branch line 28.
  • the heat transfer fluid circuit may also include a fifth redirection device 45 configured to redirect the heat transfer fluid exiting the heat exchanger with the electrical power chain 15 to the radiator 10 or to the eighth bypass line 28.
  • this fifth redirection device 45 is a three-way valve located at the first connection point 28a of the eighth bypass line 28.
  • This fifth redirection device 45 may also be a set of shut-off valves and/or check valves or other known means of controlling the fluid flow.
  • the heat transfer fluid circuit may also include a ninth bypass line 29 connecting the heat transfer fluid outlet of the heat exchanger thermally coupled with the batteries 7 or the sixth bypass line 26 to the heat transfer fluid inlet of the heat exchanger with the electrical power chain 15.
  • this ninth branch line 29 connects a first connection point 29a to a second connection point 29b.
  • the first connection point 29a is located on the first connection line 21.
  • the second connection point 29b is located on the seventh branch line 27 upstream of the heat exchanger with the electrical power chain 15.
  • the fourth pump 14 is located on the seventh branch line 27 upstream or downstream of the heat exchanger with the electrical power chain 15, between the eighth 28 and the ninth 29 branch lines. More specifically, the fourth pump 14 is located between the second connection point 29b of the ninth branch line 29 and the first connection point 28a of the eighth connecting line 28.
  • the thermal management device can be configured to operate according to a fourth operating mode illustrated in Figure 7.
  • the refrigerant circuit X is in operation such that high-pressure refrigerant flows in the joint heat exchanger 4 and low-pressure refrigerant flows in both the first 8 and the second 12 bi-fluid heat exchanger.
  • the heat transfer fluid set in motion by the second pump 6 circulates between the first bi-fluid heat exchanger 8 and the heat exchanger thermally coupled with the batteries 7.
  • the heat transfer fluid set in motion by the first pump 3 circulates between the combined heat exchanger 4 and the radiator 10 via the third bypass pipe 23.
  • the heat transfer fluid set in motion by the fourth pump 14 also circulates within the seventh bypass pipe 27 between the heat exchanger with the electrical power chain 15 and the radiator 10.
  • the heat transfer fluid recovers heat energy by cooling the batteries.
  • the heat transfer fluid then transfers this heat energy to the refrigerant of the refrigerant circuit X as it passes through the first two-fluid heat exchanger 8.
  • the heat transfer fluid By passing through the second heat exchanger thermally coupled to an airflow 13, the heat transfer fluid recovers heat energy, for example by cooling an internal airflow to cool the passenger compartment. The heat transfer fluid then transfers this heat energy to the refrigerant of the refrigerant circuit X by passing through the second two-fluid heat exchanger 12.
  • the heat transfer fluid recovers the heat energy from the refrigerant that the refrigerant in the refrigerant circuit X has recovered via the first 8 and second 12 two-fluid heat exchangers. The heat transfer fluid then releases this heat energy via the radiator 10, for example into the external airflow.
  • the heat transfer fluid recovers heat energy by cooling the electrical power chain.
  • the heat transfer fluid then rejoins the heat transfer fluid from the combined heat exchanger 4 to subsequently release this heat energy via the radiator 10.
  • This fourth operating mode thus allows active cooling in parallel of the batteries, the passenger compartment and the electrical power chain.
  • the thermal management device can be configured to operate according to a fifth operating mode illustrated in Figure 8.
  • the refrigerant circuit X is in operation such that high-pressure refrigerant flows in the joint heat exchanger 4 and low-pressure refrigerant flows in both the first 8 and the second 12 bi-fluid heat exchanger.
  • the heat transfer fluid set in motion by the first pump 3 circulates through the combined heat exchanger 4 and the radiator 10 via the third bypass pipe 23.
  • the heat transfer fluid set in motion by the second pump 6 circulates between the first bi-fluid heat exchanger 8 and the heat exchanger thermally coupled with the batteries 7.
  • the heat transfer fluid joins the heat transfer fluid inlet of the heat exchanger thermally coupled with the batteries 7 via the second bypass pipe 22.
  • the heat transfer fluid set in motion by the fourth pump 14 also circulates within the seventh bypass pipe 27 between the heat exchanger with the electrical power chain 15 and the radiator 10.
  • the heat transfer fluid thus circulates in parallel in the first 8 and the second 12 bifluid heat exchangers. As it passes through these two bifluid heat exchangers 8 and 12, the heat transfer fluid transfers heat energy to the refrigerant of the refrigerant circuit X and is cooled. As it passes through the heat exchanger thermally coupled to the coils 7, the heat transfer fluid recovers heat energy by cooling the coils.
  • the heat transfer fluid recovers the heat energy from the refrigerant that the refrigerant in the refrigerant circuit X has recovered via the first 8 and second 12 two-fluid heat exchangers. The heat transfer fluid then releases this heat energy via the radiator 10, for example into the external airflow.
  • the heat transfer fluid recovers heat energy by cooling the electrical power chain.
  • the heat transfer fluid then rejoins the heat transfer fluid from the combined heat exchanger 4 to subsequently release this heat energy via the radiator 10.
  • the fact that the two bifluid heat exchangers 8, 12 are used in parallel increases the thermal cooling capacity.
  • the batteries are then actively cooled with an increased thermal capacity, for example to meet the cooling requirements associated with rapid battery charging.
  • the second loop B includes an electric heating element 16 in this mode of operation, the latter is at rest and is passively traversed by the heat transfer fluid.
  • the thermal management device can be configured to operate according to a sixth operating mode illustrated in Figure 9.
  • the refrigerant circuit X is in operation such that high-pressure refrigerant flows in the joint heat exchanger 4 and low-pressure refrigerant flows in the first bi-fluid heat exchanger 8.
  • the heat transfer fluid set in motion by the first pump 3 circulates between the combined heat exchanger 4 and the first heat exchanger thermally coupled to an airflow 5.
  • the heat transfer fluid set in motion by the fourth pump 14 circulates between the heat exchanger with the electrical power chain 15, the eighth bypass line 28, the first two-fluid heat exchanger 8, the sixth bypass line 26 and the ninth bypass line 29, here via the first bypass line 21.
  • the heat transfer fluid recovers heat energy by cooling the electrical power chain.
  • the heat transfer fluid then reaches the first two-fluid heat exchanger 8 via the eighth bypass line 28.
  • the heat transfer fluid releases heat energy to the refrigerant of the refrigerant circuit X.
  • the heat transfer fluid recovers the heat energy from the refrigerant fluid which the refrigerant fluid of the refrigerant circuit X has recovered via the first two-fluid heat exchanger 8.
  • the heat transfer fluid then passes through the first heat exchanger thermally coupled to an airflow 5 where it gives up heat energy, for example into the internal airflow to heat the passenger compartment.
  • This sixth operating mode thus makes it possible to recover heat energy from the electrical power chain to heat the passenger compartment.
  • the thermal management device can be configured to operate according to a seventh operating mode illustrated in Figure 10.
  • the refrigerant circuit X is in operation such that high-pressure refrigerant flows in the joint heat exchanger 4 and low-pressure refrigerant flows in the first bi-fluid heat exchanger 8.
  • the heat transfer fluid set in motion by the first pump 3 circulates between the combined heat exchanger 4 and the first heat exchanger thermally coupled to an airflow 5.
  • the heat transfer fluid set in motion by the second pump 6 circulates between the first two-fluid heat exchanger 8 and the heat exchanger thermally coupled with the batteries 7.
  • the heat transfer fluid joins the heat transfer fluid inlet of the first two-fluid heat exchanger 8 via the eighth bypass line 28.
  • the heat transfer fluid recovers heat energy by cooling the batteries. The heat transfer fluid then returns to the first two-fluid heat exchanger 8.
  • the heat transfer fluid recovers heat energy by cooling the electrical power chain.
  • the heat transfer fluid then returns to the first two-fluid heat exchanger 8 via the eighth bypass line 28.
  • the heat transfer fluid coming from both the heat exchanger thermally coupled with the batteries 7 and the heat exchanger with the electrical power chain 15, gives up heat energy to the refrigerant of the refrigerant circuit X.
  • the heat transfer fluid recovers the heat energy that the refrigerant fluid of the refrigerant circuit X has recovered via the first bi-fluid heat exchanger 8.
  • the heat transfer fluid then passes through the first heat exchanger thermally coupled to an airflow 5 where it gives up heat energy, for example into the internal airflow to heat the passenger compartment.
  • This seventh operating mode thus makes it possible to recover heat energy from the electrical power chain as well as from the batteries to heat the passenger compartment.
  • the second loop B includes an electric heating element 16 in this operating mode, the latter is at rest and is passively traversed by the heat transfer fluid.
  • the second loop B includes an electric heating element 16.
  • the electric heating element 16 of the heat transfer fluid can thus be in operation and add heat energy to the heat transfer fluid passing through the first two-fluid heat exchanger 8. This heat energy is added to that recovered from the batteries and the electrical power chain in order to further heat the passenger compartment via the heat exchanger thermally coupled to an airflow 5.
  • the thermal management device can be configured to operate according to an eighth operating mode illustrated in Figure 12.
  • the refrigerant fluid circuit X is at a standstill.
  • the heat transfer fluid set in motion by the fourth pump 14 circulates in the heat exchanger with the electrical power chain 15 and joins the heat transfer fluid inlet of the first bi-fluid heat exchanger 8 via the eighth bypass pipe 28.
  • the heat transfer fluid then passes through the heat exchanger thermally coupled with the batteries 7.
  • the heat transfer fluid passes through the ninth bypass pipe 29, here via the first bypass pipe 21, to join the heat exchanger with the electrical power chain 15.
  • the heat transfer fluid recovers heat energy by cooling the electrical power chain.
  • the heat transfer fluid then reaches the first two-fluid heat exchanger 8 via the eighth bypass line 28. Since the refrigerant circuit X is off, the heat transfer fluid passively passes through the first two-fluid heat exchanger 8 without any heat exchange.
  • the thermal management device can be configured to operate according to a ninth operating mode illustrated in Figure 13.
  • the refrigerant circuit X is in operation such that high-pressure refrigerant flows in the joint heat exchanger 4 and low-pressure refrigerant flows in both the first 8 and the second 12 bi-fluid heat exchanger.
  • the heat transfer fluid set in motion by the first pump 3 circulates between the combined heat exchanger 4 and the first heat exchanger thermally coupled to an airflow 5.
  • the heat transfer fluid set in motion by the fourth pump 14 circulates in the heat exchanger with the electrical power chain 15 and joins the heat transfer fluid inlet of the first two-fluid heat exchanger 8 via the eighth bypass line 28, the heat transfer fluid then passes through the heat exchanger thermally coupled with the batteries 7.
  • the heat transfer fluid set in motion by the second pump 6 also circulates between the second two-fluid heat exchanger 12, the fifth bypass pipe 25, the radiator 10 and the fourth bypass pipe 24.
  • the heat transfer fluid recovers heat energy, for example from the external airflow. This heat energy is transferred to the refrigerant of the refrigerant circuit via the second two-fluid heat exchanger 12.
  • the heat transfer fluid recovers heat energy by cooling the electrical power chain.
  • the heat transfer fluid then returns to the first two-fluid heat exchanger 8 via the eighth bypass line 28.
  • some of this heat energy is transferred to the refrigerant of the refrigerant circuit X.
  • the remaining heat energy is then transferred to the batteries to heat them via the heat exchanger thermally coupled to the batteries 7.
  • the heat transfer fluid recovers the heat energy that the refrigerant fluid of the refrigerant circuit X has recovered via the first two-fluid heat exchanger 8.
  • the heat transfer fluid then passes through the first heat exchanger thermally coupled to an airflow 5 where it releases heat energy, for example into the internal airflow to heat the passenger compartment.
  • This ninth operating mode thus makes it possible to recover heat energy from the electrical power chain to heat the batteries, but also to recover heat energy from the electrical power chain and from the outside to heat the passenger compartment.
  • the thermal management device can be configured to operate according to a tenth operating mode illustrated in Figure 14.
  • the refrigerant circuit X is in operation such that high-pressure refrigerant flows in the joint heat exchanger 4 and low-pressure refrigerant flows in the second bi-fluid heat exchanger 12.
  • the heat transfer fluid set in motion by the first pump 3 circulates between the joint heat exchanger 4 and the first heat exchanger thermally coupled to an airflow 5.
  • the heat transfer fluid set in motion by the third pump 11 circulates between the second two-fluid heat exchanger 12 and the second heat exchanger thermally coupled to an airflow 13.
  • the heat transfer fluid set in motion by the fourth pump 14 also circulates within the seventh bypass pipe 27 between the heat exchanger with the electrical power chain 15 and the radiator 10.
  • the refrigerant recovers heat energy from the internal airflow by cooling it. This heat energy is then transferred to the refrigerant of the refrigerant circuit X via the second two-fluid heat exchanger 12.
  • the heat transfer fluid recovers the heat energy that the refrigerant fluid of the refrigerant circuit X has recovered via the second bi-fluid heat exchanger 12.
  • the heat transfer fluid then passes through the first heat exchanger thermally coupled to an airflow 5 where it gives up heat energy, for example in the internal airflow heating the latter.
  • This tenth operating mode thus allows both cooling of the electrical power chain and dehumidification of the internal airflow, for example, to the passenger compartment.
  • the thermal management device can be configured to operate according to an eleventh operating mode illustrated in Figure 15.
  • the refrigerant circuit X is in operation such that high-pressure refrigerant circulates in the combined heat exchanger 4 and refrigerant circulates in the first 8 and second 12 dual-fluid heat exchangers. This operation of the refrigerant circuit X allows for a pressure increase in the refrigerant and thus an increase in its temperature.
  • the heat transfer fluid set in motion by the first pump 3 circulates between the joint heat exchanger 4 and the radiator 10 via the third bypass pipe 23.
  • the heat transfer fluid set in motion by the fourth pump 14 circulates within the seventh bypass pipe 27, between the heat exchanger with the electrical power chain 15 and the radiator 10.
  • the heat transfer fluid set in motion by the second pump 6 also circulates in the electric heating element 16 of the operating heat transfer fluid.
  • the heat transfer fluid then rises the eighth bypass pipe 28 to join the seventh bypass pipe 27 and the radiator 10.
  • the heat transfer fluid absorbs heat energy.
  • the heat transfer fluid from these exchangers 16, 4, and 15 then flows to the radiator 10, transferring this heat energy. This allows, for example, the radiator 10 to be heated in order to defrost it.
  • the thermal management system allows for improved cooling of the batteries, particularly when they are undergoing rapid charging.

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Abstract

Dispositif de gestion thermique pour véhicule automobile électrique ou hybride comportant un circuit de fluide caloporteur et un circuit de fluide réfrigérant (X), le circuit de fluide caloporteur comportant : - une première boucle (A) comportant une première pompe (3), l'échangeur de chaleur conjoint (4) et un premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d'air (5), - une deuxième boucle (B) comportant une deuxième pompe (6), le premier échangeur de chaleur bifluide (8) et un échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7), - une troisième boucle (C) comportantune troisième pompe (11), le deuxième échangeur de chaleur bifluide (12) et un deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d'air (13), et - cinq conduites de dérivation (21, 22, 23, 24, 25).

Description

Description
Titre de l’invention : Dispositif de gestion thermique des batteries pour véhicule électrique ou hybride
[0001] L’invention se rapporte au domaine des véhicules automobiles électriques et hybrides et plus particulièrement à un dispositif de gestion thermique pour l’habitacle ainsi que les batteries d’un tel véhicule automobile.
[0002] Les véhicules automobiles électriques ou hybrides actuels comportent de plus en plus souvent des moyens de gestion thermique des batteries ainsi que de l’habitacle. En effet, afin que les batteries soient les plus efficaces possible, elles doivent rester à une température optimale de fonctionnement. Il est donc nécessaire de les refroidir en utilisation pour ne pas qu’elles dépassent excessivement cette température optimale de fonctionnement. De même, il peut également être nécessaire de les chauffer, par exemple par temps froid, afin que les batteries atteignent dans un délai le plus court possible cette température optimale de fonctionnement. Il est également important de pouvoir chauffer ou refroidir l’habitacle pour assurer un bon confort de ses occupants.
[0003] Il est ainsi connu pour une gestion thermique efficace des batteries et de l’habitacle, d’utiliser des circuits de gestion thermique dédiés avec des liens entre eux afin de transférer de la chaleur ou du froid. Dans ces circuits de gestion thermique est destiné à circuler un fluide caloporteur, par exemple de l’eau ou de l’eau glycolée. Ces circuits de gestion thermique sont généralement associés à un circuit de fluide réfrigérant comportant un premier refroidisseur dédié aux batteries et un deuxième refroidisseur dédié à l’habitacle. De plus, dans le cas où le fluide réfrigérant est inflammable, comme par exemple le R290, les régulations en vigueur imposent un volume de ce fluide réfrigérant défini ainsi que des conduites et une circulation les plus courtes possibles afin de limiter les pertes de charge. La complexité de l’architecture du dispositif de gestion thermique est ainsi reportée sur le circuit de fluide caloporteur afin de pouvoir réaliser les différents modes de fonctionnement habituels.
[0004] Pour des modes de fonctionnement dans lesquels par exemple les batteries sont en charge rapide, la demande en refroidissement est importante et nécessite une capacité de refroidissement en correspondance. Cela se répercute ainsi sur l’architecture du circuit de fluide caloporteur qui doit permettre ce refroidissement.
[0005] Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l’art antérieur et de proposer un dispositif de gestion amélioré, notamment pour un refroidissement des batteries en charge rapide.
[0006] La présente invention concerne un dispositif de gestion thermique pour véhicule automobile électrique ou hybride comportant un circuit de fluide caloporteur et un circuit de fluide réfrigérant dans lequel est destiné à circuler un fluide réfrigérant, ledit circuit de fluide réfrigérant comportant, dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, un compresseur, un échangeur de chaleur conjoint disposé conjointement sur le circuit de fluide caloporteur, un premier échangeur de chaleur bifluide disposé conjointement sur le circuit de fluide caloporteur, le circuit de fluide réfrigérant comportant un premier dispositif de détente disposé en amont du premier échangeur de chaleur bifluide, le circuit de fluide réfrigérant comportant en outre, une branche branchée parallèlement au premier échangeur de chaleur bifluide et au premier dispositif de détente, ladite branche comportant un deuxième échangeur de chaleur bifluide, disposé conjointement sur le circuit de fluide caloporteur, et un deuxième dispositif de détente disposé en amont du deuxième échangeur de chaleur bifluide, le circuit de fluide caloporteur comportant :
- une première boucle comportant, une première pompe, l’échangeur de chaleur conjoint et un premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air,
- une deuxième boucle comportant, une deuxième pompe, le premier échangeur de chaleur bifluide et un échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries,
- une troisième boucle comportant une troisième pompe, le deuxième échangeur de chaleur bifluide et un deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air,
- une première conduite de dérivation reliant la sortie de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries à l’entrée de fluide caloporteur du deuxième échangeur de chaleur bifluide,
- une deuxième conduite de dérivation reliant la sortie de fluide caloporteur du deuxième échangeur de chaleur bifluide à l’entrée de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries,
- un premier dispositif de redirection du fluide caloporteur configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie du deuxième échangeur de chaleur bifluide vers la deuxième conduite de dérivation ou vers l’entrée de fluide caloporteur du deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air,
- une troisième conduite de dérivation reliant la sortie de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur conjoint à l’entrée de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur conjoint chauffant, ladite troisième conduite de dérivation comportant un radiateur,
- un deuxième dispositif de redirection configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur conjoint chauffant vers le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air ou vers la troisième conduite de dérivation,
- une quatrième conduite de dérivation reliant la sortie de fluide caloporteur du radiateur à l’entrée de fluide caloporteur du deuxième échangeur de chaleur bifluide,
- une cinquième conduite de dérivation reliant la sortie de fluide caloporteur du deuxième échangeur de chaleur bifluide à l’entrée de fluide caloporteur du radiateur,
- un troisième dispositif de redirection configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie du deuxième échangeur de chaleur bifluide, traversant la deuxième conduite de dérivation, vers la deuxième boucle ou vers la cinquième conduite de dérivation.
[0007] Selon un aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique est configuré pour fonctionner dans un premier mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint et du fluide réfrigérant à basse pression circule à la fois dans le premier et le deuxième échangeur de chaleur bifluide, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe circule entre l’échangeur de chaleur conjoint et le radiateur via la troisième conduite de dérivation, le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe circule entre le premier échangeur de chaleur bifluide et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries, en sortie de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries, une partie du fluide caloporteur rejoint le premier échangeur de chaleur bifluide et une autre partie du fluide caloporteur passe par la première conduite de dérivation pour rejoindre la troisième boucle et traverser le deuxième échangeur de chaleur bifluide, en sortie du deuxième échangeur de chaleur bifluide, le fluide caloporteur rejoint l’entrée de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries via la deuxième conduite de dérivation.
[0008] Selon un autre aspect de l’invention, la deuxième boucle comporte un élément de chauffage électrique du fluide caloporteur disposé en amont du premier échangeur de chaleur bifluide.
[0009] Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique est configuré pour fonctionner dans un deuxième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant est à l’arrêt, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe circule dans la deuxième boucle entre l’élément de chauffage électrique qui est en fonctionnement, le premier échangeur de chaleur bifluide et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries.
[0010] Selon un autre aspect de l’invention, le circuit de fluide caloporteur comporte :
- une sixième conduite de dérivation de contournement de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries, reliant l’entrée de fluide caloporteur dudit échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries à sa sortie de fluide caloporteur sur la deuxième boucle,
- un quatrième dispositif de redirection configuré pour rediriger le fluide caloporteur arrivant à l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries vers la sixième conduite de dérivation ou vers l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries.
[0011] Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique est configuré pour fonctionner dans un troisième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint et du fluide réfrigérant à basse pression circule dans le premier échangeur de chaleur bifluide, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe circule entre l’échangeur de chaleur conjoint et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air, le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe circule entre l’élément de chauffage électrique qui est en fonctionnement, le premier échangeur de chaleur bifluide et la sixième conduite de dérivation.
[0012] Selon un autre aspect de l’invention, le circuit de fluide caloporteur comporte :
- une septième conduite de dérivation reliant la sortie de fluide caloporteur du radiateur à l’entrée de fluide caloporteur du radiateur, ladite septième conduite de dérivation comportant un échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique du véhicule automobile,
- une huitième conduite de dérivation reliant la sortie de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique à l’entrée de fluide caloporteur du premier échangeur de chaleur bifluide,
- un cinquième dispositif de redirection configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique vers le radiateur ou vers la huitième conduite de dérivation,
- une neuvième conduite de dérivation reliant la sortie de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries ou de la sixième conduite de dérivation à l’entrée de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur avec la chaîne de puissance électrique, la septième conduite de dérivation comportant en outre une quatrième pompe disposée en amont ou aval de l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique entre la huitième et neuvième conduite de dérivation.
[0013] Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique est configuré pour fonctionner dans un quatrième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint et du fluide réfrigérant à basse pression circule à la fois dans le premier et le deuxième échangeur de chaleur bifluide, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe circule entre le premier échangeur de chaleur bifluide et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe circule entre l’échangeur de chaleur conjoint et le radiateur via la troisième conduite de dérivation, et le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe circule également au sein de la septième conduite de dérivation, entre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique et le radiateur.
[0014] Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique est configuré pour fonctionner dans un cinquième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint et du fluide réfrigérant à basse pression circule à la fois dans le premier et le deuxième échangeur de chaleur bifluide, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe circule entre l’échangeur de chaleur conjoint et le radiateur via la troisième conduite de dérivation, le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe circule entre le premier échangeur de chaleur bifluide et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries, en sortie de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries, une partie du fluide caloporteur rejoint le premier échangeur de chaleur bifluide et une autre partie du fluide caloporteur passe par la première conduite de dérivation pour rejoindre la troisième boucle et traverser le deuxième échangeur de chaleur bifluide, en sortie du deuxième échangeur de chaleur bifluide, le fluide caloporteur rejoint l’entrée de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries via la deuxième conduite de dérivation, le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe circule également au sein de la septième conduite de dérivation, entre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique et le radiateur.
[0015] Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique est configuré pour fonctionner dans un sixième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint et du fluide réfrigérant à basse pression circule dans le premier échangeur de chaleur bifluide, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe circule entre l’échangeur de chaleur conjoint et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air, le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe circule entre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique, la huitième conduite de dérivation, le premier échangeur de chaleur bifluide, la sixième conduite de dérivation et la neuvième conduite de dérivation.
[0016] Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique est configuré pour fonctionner dans un septième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint et du fluide réfrigérant à basse pression circule dans le premier échangeur de chaleur bifluide, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe circule entre l’échangeur de chaleur conjoint et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air, le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe circule entre le premier échangeur de chaleur bifluide et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries, en sortie de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries, une partie du fluide caloporteur rejoint le premier échangeur de chaleur bifluide et une autre partie du fluide caloporteur passe par la neuvième conduite de dérivation pour traverser l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique, en sortie de l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique, le fluide caloporteur rejoint l’entrée de fluide caloporteur du premier échangeur de chaleur bifluide via la huitième conduite de dérivation. [0017] Selon un autre aspect de l’invention, l’élément de chauffage électrique du fluide caloporteur est en fonctionnement.
[0018] Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique est configuré pour fonctionner dans un huitième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant est à l’arrêt, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe circule dans l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique et rejoint l’entrée de fluide caloporteur du premier échangeur de chaleur bifluide via la huitième conduite de dérivation, le fluide caloporteur traverse ensuite l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries et, en sortie de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries, le fluide caloporteur passe par la neuvième conduite de dérivation pour rejoindre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique.
[0019] Selon un autre aspect de l’invention, le Dispositif de gestion thermique est configuré pour fonctionner dans un neuvième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint et du fluide réfrigérant à basse pression circule à la fois dans le premier et le deuxième échangeur de chaleur bifluide, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe circule entre l’échangeur de chaleur conjoint et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe circule dans l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique et rejoint l’entrée de fluide caloporteur du premier échangeur de chaleur bifluide via la huitième conduite de dérivation, le fluide caloporteur traverse ensuite l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries, en sortie de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries, le fluide caloporteur passe par la neuvième conduite de dérivation pour rejoindre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique, le fluide caloporteur mis en mouvement par la troisième pompe circule également entre le deuxième échangeur de chaleur bifluide, la cinquième conduite de dérivation, le radiateur et la quatrième conduite de dérivation.
[0020] Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique est configuré pour fonctionner dans un dixième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint et du fluide réfrigérant à basse pression circule dans le deuxième échangeur de chaleur bifluide, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe circule entre l’échangeur de chaleur conjoint et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air, le fluide caloporteur mis en mouvement par la troisième pompe circule entre le deuxième échangeur de chaleur bifluide et le deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air, le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe circule également au sein de la septième conduite de dérivation, entre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique et le radiateur.
[0021] Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique est configuré pour fonctionner dans un douzième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint et du fluide réfrigérant dans les premier et deuxième échangeurs de chaleur bifluide, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe circule entre l’échangeur de chaleur conjoint et le radiateur via la troisième conduite de dérivation, le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe circule d’autre part au sein de la septième conduite de dérivation entre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique et le radiateur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe circule également entre l’élément de chauffage électrique du fluide caloporteur en fonctionnement, le fluide caloporteur remonte ensuite la huitième conduite de dérivation pour rejoindre la septième conduite de dérivation et le radiateur, en sortie du radiateur, une partie du fluide caloporteur rejoint la quatrième conduite de dérivation afin ensuite de remonter la première conduite de dérivation pour rejoindre la deuxième boucle.
[0022] D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, fournie à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés dans lesquels :
[0023] [Fig 1] La figure 1 est une représentation schématique d’un circuit de fluide réfrigérant d’un dispositif de gestion thermique,
[0024] [Fig 2] La figure 2 est une représentation schématique d’un circuit de fluide caloporteur selon un premier mode de réalisation d’un dispositif de gestion thermique,
[0025] [Fig 3] La figure 3 est une représentation schématique du dispositif circuit de fluide caloporteur de la figure 2 selon un premier mode de fonctionnement, [0026] [Fig 4] La figure 4 est une représentation schématique du dispositif circuit de fluide caloporteur de la figure 2 selon un deuxième mode de fonctionnement, [0027] [Fig 5] La figure 5 est une représentation schématique du dispositif circuit de fluide caloporteur de la figure 2 selon un troisième mode de fonctionnement, [0028] [Fig 6] La figure 6 est une représentation schématique d’un circuit de fluide caloporteur selon un deuxième mode de réalisation d’un dispositif de gestion thermique,
[0029] [Fig 7] La figure 7 est une représentation schématique du dispositif circuit de fluide caloporteur de la figure 6 selon un quatrième mode de fonctionnement, [0030] [Fig 8] La figure 8 est une représentation schématique du dispositif circuit de fluide caloporteur de la figure 6 selon un cinquième mode de fonctionnement, [0031] [Fig 9] La figure 9 est une représentation schématique du dispositif circuit de fluide caloporteur de la figure 6 selon un sixième mode de fonctionnement, [0032] [Fig 10] La figure 10 est une représentation schématique du dispositif circuit de fluide caloporteur de la figure 6 selon un septième mode de fonctionnement,
[0033] [Fig 11 La figure 11 est une représentation schématique du dispositif circuit de fluide caloporteur de la figure 6 selon un huitième mode de fonctionnement,
[0034] [Fig 12] La figure 12 est une représentation schématique du dispositif circuit de fluide caloporteur de la figure 6 selon un neuvième mode de fonctionnement,
[0035] [Fig 13] La figure 13 est une représentation schématique du dispositif circuit de fluide caloporteur de la figure 6 selon un dixième mode de fonctionnement,
[0036] [Fig 14] La figure 14 est une représentation schématique du dispositif circuit de fluide caloporteur de la figure 6 selon un onzième mode de fonctionnement,
[0037] [Fig 15] La figure 15 est une représentation schématique du dispositif circuit de fluide caloporteur de la figure 6 selon un douzième mode de fonctionnement.
[0038] Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
[0039] Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.
[0040] Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère, etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tel ou tel critère.
[0041] Dans la présente description, on entend par « placé en amont » qu’un élément est placé avant un autre par rapport au sens de circulation d'un fluide. A contrario, on entend par « placé en aval » qu’un élément est placé après un autre par rapport au sens de circulation du fluide.
[0042] Le dispositif de gestion thermique pour véhicule automobile électrique ou hybride selon l’invention comporte un circuit de fluide caloporteur (visible aux figures 2 à 15) et un circuit de fluide réfrigérant X (visible à la figure 1) dans lequel est destiné à circuler un fluide réfrigérant. Le circuit de fluide réfrigérant X peut notamment comporter comme fluide réfrigérant un fluide potentiellement inflammable tel que le R290.
[0043] Comme illustré à la figure 1, le circuit de fluide réfrigérant X comporte notamment, dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, un compresseur 101, un échangeur de chaleur conjoint 4 disposé conjointement sur le circuit de fluide caloporteur 1 et un premier échangeur de chaleur bifluide 8 disposé conjointement sur le circuit de fluide caloporteur. Cet échangeur de chaleur conjoint 4 peut notamment être un condenseur. Le circuit de fluide réfrigérant X comporte également un premier dispositif de détente 102 disposé en amont du premier échangeur de chaleur bifluide 8. Plus particulièrement, le premier dispositif de détente 102 est disposé en amont du premier échangeur de chaleur bifluide 8 et en aval de l’échangeur de chaleur conjoint 4.
[0044] Le circuit de fluide réfrigérant X peut également comporter, une branche X’ branchée parallèlement au premier échangeur de chaleur bifluide 8 et au premier dispositif de détente 102. Cette branche X’ comporte un deuxième échangeur de chaleur bifluide 12 disposé, lui également, conjointement sur le circuit de fluide caloporteur et un deuxième dispositif de détente 103 disposé en amont du deuxième échangeur de chaleur bifluide 12. Plus particulièrement, la branche X’ relie un premier point de connexion XI à un deuxième point de connexion X2. Le premier point de connexion XI est disposé en amont du premier dispositif de détente 102, entre l’échangeur de chaleur conjoint 4 et le premier dispositif de détente 102. Le deuxième point de connexion X2 est quant à lui disposé en aval du premier échangeur de chaleur 8, entre le premier échangeur de chaleur 8 et le compresseur 101.
[0045] Comme illustré à la figure 2, le circuit de fluide caloporteur comporte une première boucle A, une deuxième boucle B et une troisième boucle C (représentées en traits épais) interconnectées entre elles au moyen de plusieurs conduites de dérivation 21, 22, 23, 24, 25 (représentées en traits fins).
[0046] La première boucle A comporte plus particulièrement une première pompe 3, l’échangeur de chaleur conjoint 4 et un premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5. La première pompe 3 peut notamment être disposée en aval ou en amont de l’échangeur de chaleur conjoint 4. Ce premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5 peut notamment être disposé dans un dispositif de chauffage, de ventilation et de climatisation de l’habitacle du véhicule automobile. Ce premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5 peut ainsi être configuré pour être traversé par un flux d’air à destination de l’habitacle. Selon une alternative, ce premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5 peut être couplé indirectement à ce flux d’air au moyen d’une autre boucle d’échange thermique.
[0047] La deuxième boucle B comporte quant à elle une deuxième pompe 6, le premier échangeur de chaleur bifluide 8 et un échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7. Par échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, on entend un échangeur de chaleur qui est configuré pour permettre un échange de chaleur direct ou indirect avec les batteries de sorte à réguler leur température. La deuxième pompe 6 peut notamment être disposée en aval ou en amont du premier échangeur de chaleur bifluide 8.
[0048] La troisième boucle C comporte une troisième pompe 11, le deuxième échangeur de chaleur bifluide 12 et un deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 13. La troisième pompe 11 peut notamment être disposée en amont ou en aval du deuxième échangeur de chaleur bifluide 12. Ce deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 13 peut notamment être disposé dans un dispositif de chauffage, de ventilation et de climatisation de l’habitacle du véhicule automobile à l’instar du premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5. Ce deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 13 peut ainsi être configuré pour être traversé par un flux d’air à destination de l’habitacle. Avantageusement, le deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 13 est disposé en amont du premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5 dans le sens de circulation du flux d’air les traversant. Selon une alternative, ce deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 13 peut être couplé indirectement à ce flux d’air au moyen d’une autre boucle d’échange thermique.
[0049] La première conduite de dérivation 21 relie la sortie de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7 à l’entrée de fluide caloporteur du deuxième échangeur de chaleur bifluide 12.
[0050] Dans l’exemple illustré à la figure 2, cette première conduite de dérivation 21 relie plus particulièrement un premier point de raccordement 21a à un deuxième point de raccordement 21b. Le premier point de raccordement 21a est disposé sur la deuxième boucle B en aval de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, entre l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7 et le premier échangeur de chaleur bifluide 8. Le deuxième point de raccordement 21b est quant à lui disposé sur la troisième boucle C en amont du deuxième échangeur de chaleur bifluide 12, entre le deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 13 et le deuxième échangeur de chaleur bifluide 12.
[0051] La deuxième conduite de dérivation 22 relie la sortie de fluide caloporteur du deuxième échangeur de chaleur bifluide 12 à l’entrée de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7.
[0052] Dans l’exemple illustré à la figure 2, cette deuxième conduite de dérivation 22 relie plus particulièrement un premier point de raccordement 22a à un deuxième point de raccordement 22b. Le premier point de raccordement 22a est disposé sur la troisième boucle C en aval du deuxième échangeur de chaleur bifluide 12, entre le deuxième échangeur de chaleur bifluide 12 et le deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 13. Le deuxième point de raccordement 22b est quant à lui disposé sur la deuxième boucle B en amont de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, entre le premier échangeur de chaleur bifluide 8 et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7.
[0053] La deuxième pompe 6 est plus particulièrement disposée en aval ou en amont du premier échangeur de chaleur bifluide 8, entre le premier point de raccordement 21a de la première conduite de dérivation 21 et le deuxième point de raccordement 22b de la deuxième conduite de dérivation 22.
[0054] La deuxième pompe 11 est quant à elle disposée en aval ou en amont du deuxième échangeur de chaleur bifluide 12, entre le deuxième point de raccordement 21b de la première conduite de dérivation 21 et le premier point de raccordement de la deuxième conduite de dérivation 22.
[0055] Le circuit de fluide caloporteur comporte également un premier dispositif de redirection 41 du fluide caloporteur configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie du deuxième échangeur de chaleur bifluide 12 vers la deuxième conduite de dérivation 22 ou vers l’entrée de fluide caloporteur du deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 13. Dans l’exemple illustré à la figure 2 ce premier dispositif de redirection 41 est une vanne trois-voies disposée sur le premier point de raccordement 22a de la deuxième conduite de dérivation 22. Ce premier dispositif de redirection 41 peut être également un ensemble de vannes d’arrêt et/ou de vannes anti-retour ou encore d’autres moyens connus pour contrôler le flux de fluide.
[0056] Le circuit de fluide caloporteur comporte en outre une troisième conduite de dérivation 23 reliant la sortie de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur conjoint 4 à l’entrée de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur conjoint.4 Cette troisième conduite de dérivation 23 comporte notamment un radiateur 10. Ce radiateur 10 peut notamment être traversé par un flux d’air externe au véhicule automobile, par exemple en face avant. Disposé en amont du radiateur 10, la troisième conduite de dérivation 23 peut également comporter un vase d’expansion 9.
[0057] Dans l’exemple illustré à la figure 2, la troisième conduite de dérivation 23 relie un premier point de raccordement 23 a à un deuxième point de raccordement 23b. Le premier point de raccordement 23a est disposé sur la première boucle A en aval de l’échangeur de chaleur conjoint 4, plus précisément entre l’échangeur de chaleur conjoint 4 et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5. Le deuxième point de raccordement 23b est quant à lui disposé sur la première boucle A en amont de l’échangeur de chaleur conjoint 4, plus précisément entre le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5 et l’échangeur de chaleur conjoint 4. La première pompe 3 est quant à elle disposée sur la première boucle A entre le deuxième point de raccordement 23a et le premier point de raccordement 23, en amont ou en aval de l’échangeur de chaleur conjoint 4.
[0058] Le circuit de fluide caloporteur peut également comporter un deuxième dispositif de redirection 42 configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur conjoint 4 vers le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5 ou vers la troisième conduite de dérivation 23. Dans l’exemple illustré à la figure 2, ce deuxième dispositif de redirection 42 est une vanne trois-voies disposée sur le premier point de raccordement 23a de la troisième conduite de dérivation 23. Ce deuxième dispositif de redirection 42 peut être également un ensemble de vannes d’arrêt et/ou de vannes anti-retour ou encore d’autres moyens connus pour contrôler le flux de fluide.
[0059] Le circuit de fluide caloporteur comporte également une quatrième conduite de dérivation 24 reliant la sortie de fluide caloporteur du radiateur 10 au deuxième échangeur de chaleur bifluide 12.
[0060] Dans l’exemple illustré à la figure 2, cette quatrième conduite de dérivation 24 relie un premier point de raccordement 24a à un deuxième point de raccordement 24b. Le premier point de raccordement 24a est disposé sur la troisième conduite de dérivation 23, en aval du radiateur 10. Le deuxième point de raccordement 24b est quant à lui disposé sur la troisième boucle C en amont du deuxième échangeur de chaleur bifluide 12, entre le deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 13 et le deuxième échangeur de chaleur bifluide 12. Plus particulièrement, le deuxième point de raccordement 24b est disposé en amont du deuxième point de raccordement 21b de la première conduite de dérivation 21.
[0061] Le circuit de fluide caloporteur comporte également une cinquième conduite de dérivation 25 reliant la sortie de fluide caloporteur du deuxième échangeur de chaleur bifluide 12 à l’entrée de fluide caloporteur du radiateur 10. [0062] Dans l’exemple illustré à la figure 2, cette cinquième conduite de dérivation 25 relie un premier point de raccordement 25a à un deuxième point de raccordement 25b. Le premier point de raccordement 25a est disposé sur la deuxième conduite de dérivation 22. Le deuxième point de raccordement 25b est quant à lui disposé sur la troisième conduite de dérivation 23, en amont du radiateur 10.
[0063] Le circuit de fluide caloporteur comporte en outre un troisième dispositif de redirection 43 configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie du deuxième échangeur de chaleur bifluide 12, traversant la deuxième conduite de dérivation 22, vers la deuxième boucle B ou vers la cinquième conduite de dérivation 25. Dans l’exemple illustré à la figure 2 ce troisième dispositif de redirection 43 est une vanne trois-voies disposée sur le premier point de raccordement 25a de la cinquième conduite de dérivation 25. Ce troisième dispositif de redirection 43 peut être également un ensemble de vannes d’arrêt et/ou de vannes anti-retour ou encore d’autres moyens connus pour contrôler le flux de fluide.
[0064] Comme illustré toujours à la figure 2, la deuxième boucle B peut également comporter un élément de chauffage électrique 16 du fluide caloporteur disposé en amont du premier échangeur de chaleur bifluide 8. Dans l’exemple illustré à la figure 2, cet élément de chauffage électrique 16 est disposé entre le premier point de raccordement 21a de la première conduite de dérivation 21 et le premier échangeur de chaleur bifluide 8. L’élément de chauffage électrique 16 peut notamment être une résistance à haute tension.
[0065] Le dispositif de gestion thermique est ainsi configuré pour fonctionner selon plusieurs modes de fonctionnement illustrés aux figures 3 à 15 pour ce qui concerne le circuit de fluide caloporteur. Sur ces figures, les éléments dans lesquels le fluide caloporteur ne circule pas ou ne sont pas fonctionnels, sont représentés en pointillés.
[0066] Premier mode de fonctionnement :
[0067] Le dispositif de gestion thermique peut être configuré pour fonctionner selon un premier mode de fonctionnement illustré à la figure 3.
[0068] Dans ce premier mode de fonctionnement, le circuit de fluide réfrigérant X est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint 4 et du fluide réfrigérant à basse pression circule à la fois dans le premier 8 et le deuxième 12 échangeur de chaleur bifluide.
[0069] Au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe 3 circule d’une part entre l’échangeur de chaleur conjoint 4 et le radiateur 10 via la troisième conduite de dérivation 23.
[0070] Le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe 6 circule d’autre part entre le premier échangeur de chaleur bifluide 8 et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7.
[0071] En sortie de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, une partie du fluide caloporteur rejoint le premier échangeur de chaleur bifluide 8 et une autre partie du fluide caloporteur passe par la première conduite de dérivation 21 pour rejoindre la troisième boucle C et traverser le deuxième échangeur de chaleur bifluide 12.
[0072] En sortie du deuxième échangeur de chaleur bifluide 12, le fluide caloporteur rejoint l’entrée de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7 via la deuxième conduite de dérivation 22.
[0073] Le fluide caloporteur circule ainsi parallèlement dans le premier 8 et le deuxième 12 échangeur de chaleur bifluide. En traversant ces deux échangeurs de chaleur bifluide 8, 12, le fluide caloporteur cède de l’énergie calorifique au fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X et est refroidi. En traversant l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant les batteries.
[0074] En traversant l’échangeur de chaleur conjoint 4, le fluide caloporteur récupère l’énergie calorifique du fluide réfrigérant que le fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X a récupéré via les premier 8 et deuxième 12 échangeurs de chaleur bifluide. Le fluide caloporteur rejette ensuite cette énergie calorifique via le radiateur 10, par exemple dans le flux d’air externe.
[0075] Le fait que les deux échangeurs de chaleur bifluide 8, 12 soient utilisés parallèlement augmente la capacité thermique de refroidissement. Les batteries sont alors refroidies activement avec une capacité thermique augmentée, par exemple pour couvrir les besoins en refroidissement liés à une charge rapide des batteries.
[0076] Dans le cas où la deuxième boucle B comporte un élément de chauffage électrique 16, dans ce mode de fonctionnement, ce dernier est à l’arrêt et est traversé passivement par le fluide caloporteur.
[0077] Deuxième mode de fonctionnement :
[0078] Le dispositif de gestion thermique peut être configuré pour fonctionner selon un deuxième mode de fonctionnement illustré à la figure 4.
[0079] Dans ce deuxième mode de fonctionnement, le circuit de fluide réfrigérant X est à l’arrêt.
[0080] Au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe 6 circule dans la deuxième boucle B entre l’élément de chauffage électrique 16 qui est en fonctionnement, le premier échangeur de chaleur bifluide 8 et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7.
[0081] Le fluide caloporteur est ainsi chauffé par l’élément de chauffage électrique 6 et réchauffe les batteries en traversant l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7. Comme le circuit de fluide réfrigérant X est à l’arrêt, le fluide caloporteur traverse passivement, sans échange de chaleur, le premier échangeur de chaleur bifluide 8.
[0082] En revenant à la figure 2, le circuit de fluide caloporteur peut également comporter une sixième conduite de dérivation 26 de contournement de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7 reliant l’entrée de fluide caloporteur dudit échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7 à sa sortie de fluide caloporteur sur la deuxième boucle B.
[0083] Dans l’exemple illustré à la figure 2, cette sixième conduite de dérivation 23 relie plus particulièrement un premier point de raccordement 26a à un deuxième point de raccordement 26b. Le premier point de raccordement 26a est disposé sur la deuxième boucle B en amont de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, plus exactement entre le premier échangeur de chaleur bifluide 8 et le deuxième point de raccordement 22b de la deuxième conduite de raccordement 22. Le deuxième point de raccordement 26b est quant à lui disposé également sur la deuxième boucle B, en aval de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, plus exactement entre l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7 et le premier échangeur de chaleur bifluide 8. La deuxième pompe 6 est alors disposée en aval ou en amont du premier échangeur de chaleur bifluide 8 entre le premier point de raccordement 21a de la première conduite de dérivation 21 et le premier point de raccordement 26a de la sixième conduite de dérivation 23.
[0084] Le circuit de fluide caloporteur peut également comporter un quatrième dispositif de redirection 44 configuré pour rediriger le fluide caloporteur arrivant à l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, vers la sixième conduite de dérivation 26 ou vers l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7. Dans l’exemple illustré à la figure 2 ce quatrième dispositif de redirection 44 est une vanne trois-voies disposée sur le premier point de raccordement 26a de la sixième conduite de dérivation 26. Ce quatrième dispositif de redirection 44 peut être également un ensemble de vannes d’arrêt et/ou de vannes anti-retour ou encore d’autres moyens connus pour contrôler le flux de fluide.
[0085] La présence de cette sixième conduite de dérivation 23 ainsi que de ce quatrième dispositif de redirection 44 permet d’autres modes de fonctionnement comme notamment le troisième mode de fonctionnement suivant.
[0086] Troisième mode de fonctionnement :
[0087] Le dispositif de gestion thermique peut être configuré pour fonctionner selon un troisième mode de fonctionnement illustré à la figure 5.
[0088] Dans ce troisième mode de fonctionnement, le circuit de fluide réfrigérant X est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint 4 et du fluide réfrigérant à basse pression circule dans le premier échangeur de chaleur bifluide 8.
[0089] Au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe 3 circule d’une part entre l’échangeur de chaleur conjoint 4 et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5.
[0090] Le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe 6 circule d’autre part entre l’élément de chauffage électrique 16 qui est en fonctionnement, le premier échangeur de chaleur bifluide 8 et la sixième conduite de dérivation 26.
[0091] Le fluide caloporteur est ainsi chauffé par l’élément de chauffage électrique 6 et cette énergie calorifique est transférée au fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X en traversant le premier échangeur de chaleur bifluide 8.
[0092] En traversant l’échangeur de chaleur conjoint 4, le fluide caloporteur récupère cette énergie calorifique. En traversant le premier échangeur à air 5 ; le fluide caloporteur cède cette énergie calorifique par exemple au flux d’air interne pour réchauffer l’habitacle.
[0093] Comme illustré à la figure 6, le circuit de fluide caloporteur peut également comporter une septième conduite de dérivation 27 reliant la sortie de fluide caloporteur du radiateur 10 à l’entrée de fluide caloporteur du radiateur 10. Cette septième conduite de dérivation 27 comprend un échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15 du véhicule automobile ainsi qu’une quatrième pompe 14. La chaine de puissance électrique peut notamment comprendre des éléments tels que le groupe motopropulseur et le chargeur interne.
[0094] Dans l’exemple illustré à la figure 6, cette septième conduite de dérivation 27 relie un premier point de raccordement 27a à un deuxième point de raccordement 27b. Le premier point de raccordement 27a est notamment disposé sur la quatrième conduite de dérivation 24. Le deuxième point de raccordement 27b est quant à lui disposé sur la cinquième conduite de dérivation 25.
[0095] Le circuit de fluide caloporteur peut également comporter une huitième conduite de dérivation 28 reliant la sortie de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15 à l’entrée de fluide caloporteur du premier échangeur de chaleur bifluide 8.
[0096] Dans l’exemple illustré à la figure 6, cette huitième conduite de dérivation 28 relie un premier point de raccordement 28a à un deuxième point de raccordement 28b. Le premier point de raccordement 28a est notamment disposé sur la septième conduite de dérivation 27 en aval de l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15. Le deuxième point de raccordement 28b est quant à lui disposé sur la deuxième boucle B en amont du premier échangeur de chaleur bifluide 8, plus précisément entre l'échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7 et le premier échangeur de chaleur bifluide 8, de préférence en aval du premier point de raccordement 21a de la première conduite de dérivation 21. Plus particulièrement, dans le cas où la deuxième boucle B comporte un élément de chauffage électrique 16, le deuxième point de raccordement 28b de la huitième conduite de dérivation 28 est disposé entre l’élément de chauffage électrique 16 et le premier échangeur de chaleur bifluide 8.
[0097] La deuxième pompe 6 est alors de préférence disposée en amont du deuxième point de raccordement 28b de la huitième conduite de dérivation 28.
[0098] Le circuit de fluide caloporteur peut également comporter un cinquième dispositif de redirection 45 configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur avec la chaîne de puissance électrique 15 vers le radiateur 10 ou vers la huitième conduite de dérivation 28. Dans l’exemple illustré à la figure 6, ce cinquième dispositif de redirection 45 est une vanne trois-voies disposée sur le premier point de raccordement 28a de la huitième conduite de dérivation 28. Ce cinquième dispositif de redirection 45 peut être également un ensemble de vannes d’arrêt et/ou de vannes anti-retour ou encore d’autres moyens connus pour contrôler le flux de fluide.
[0099] Le circuit de fluide caloporteur peut également comporter une neuvième conduite de dérivation 29 reliant la sortie de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7 ou de la sixième conduite de dérivation 26 à l’entrée de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur avec la chaîne de puissance électrique 15.
[0100] Dans l’exemple illustré à la figure 6, cette neuvième conduite de dérivation 29 relie un premier point de raccordement 29a à un deuxième point de raccordement 29b. Le premier point de raccordement 29a est disposé sur la première conduite de raccordement 21. Le deuxième point de raccordement 29b est quant à lui disposé sur la septième conduite de dérivation 27 en amont de l’échangeur de chaleur avec la chaîne de puissance électrique 15.
[0101] La quatrième pompe 14 est notamment disposée sur la septième conduite de dérivation 27 en amont ou aval de l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15, entre la huitième 28 et la neuvième 29 conduite de dérivation. Plus précisément, la quatrième pompe 14 est disposée entre le deuxième point de raccordement 29b de la neuvième conduite de dérivation 29 et le premier point de raccordement 28a de la huitième conduite de raccordement 28.
[0102] Quatrième mode de fonctionnement :
[0103] Le dispositif de gestion thermique peut être configuré pour fonctionner selon un quatrième mode de fonctionnement illustré à la figure 7. [0104] Dans ce quatrième mode de fonctionnement, le circuit de fluide réfrigérant X est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint 4 et du fluide réfrigérant à basse pression circule à la fois dans le premier 8 et le deuxième 12 échangeur de chaleur bifluide.
[0105] Au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe 6 circule entre le premier échangeur de chaleur bifluide 8 et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7.
[0106] Le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe 3 circule entre l’échangeur de chaleur conjoint 4 et le radiateur 10 via la troisième conduite de dérivation 23.
[0107] Le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe 14 circule également au sein de la septième conduite de dérivation 27 entre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15 et le radiateur 10.
[0108] En traversant l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant les batteries. Le fluide caloporteur cède ensuite cette énergie calorifique au fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X en traversant le premier échangeur de chaleur bifluide 8.
[0109] En traversant le deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 13, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique par exemple en refroidissant un flux d’air interne pour refroidir l’habitacle. Le fluide caloporteur cède ensuite cette énergie calorifique au fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X en traversant le deuxième échangeur de chaleur bifluide 12.
[0110] En traversant l’échangeur de chaleur conjoint 4, le fluide caloporteur récupère l’énergie calorifique du fluide réfrigérant que le fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X a récupéré via les premier 8 et deuxième 12 échangeurs de chaleur bifluide. Le fluide caloporteur rejette ensuite cette énergie calorifique via le radiateur 10, par exemple dans le flux d’air externe.
[0111] En traversant l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant la chaine de puissance électrique. Le fluide caloporteur rejoint ensuite le fluide caloporteur en provenance de l’échangeur de chaleur conjoint 4 pour rejeter ensuite cette énergie calorifique via le radiateur 10.
[0112] Ce quatrième mode de fonctionnement permet ainsi un refroidissement actif en parallèle des batteries, de l’habitacle et de la chaine de puissance électrique.
[0113] Dans le cas où la deuxième boucle B comporte un élément de chauffage électrique 16, dans ce mode de fonctionnement, ce dernier est à l’arrêt et est traversé passivement par le fluide caloporteur. [0114] Cinquième mode de fonctionnement :
[0115] Le dispositif de gestion thermique peut être configuré pour fonctionner selon un cinquième mode de fonctionnement illustré à la figure 8.
[0116] Dans ce cinquième mode de fonctionnement, le circuit de fluide réfrigérant X est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint 4 et du fluide réfrigérant à basse pression circule à la fois dans le premier 8 et le deuxième 12 échangeur de chaleur bifluide.
[0117] Au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe 3 circule l’échangeur de chaleur conjoint 4 et le radiateur 10 via la troisième conduite de dérivation 23.
[0118] Le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe 6 circule entre le premier échangeur de chaleur bifluide 8 et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7.
[0119] En sortie de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, une partie du fluide caloporteur rejoint le premier échangeur de chaleur bifluide 8 et une autre partie du fluide caloporteur passe par la première conduite de dérivation 21 pour rejoindre la troisième boucle C et traverser le deuxième échangeur de chaleur bifluide 12.
[0120] En sortie du deuxième échangeur de chaleur bifluide 12, le fluide caloporteur rejoint l’entrée de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7 via la deuxième conduite de dérivation 22.
[0121] Le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe 14 circule également au sein de la septième conduite de dérivation 27 entre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15 et le radiateur 10.
[0122] Le fluide caloporteur circule ainsi parallèlement dans le premier 8 et le deuxième 12 échangeur de chaleur bifluide. En traversant ces deux échangeurs de chaleur bifluide 8, 12, le fluide caloporteur cède de l’énergie calorifique au fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X et est refroidi. En traversant l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant les batteries.
[0123] En traversant l’échangeur de chaleur conjoint 4, le fluide caloporteur récupère l’énergie calorifique du fluide réfrigérant que le fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X a récupéré via les premier 8 et deuxième 12 échangeurs de chaleurs bifluide. Le fluide caloporteur rejette ensuite cette énergie calorifique via le radiateur 10, par exemple dans le flux d’air externe.
[0124] En traversant l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant la chaine de puissance électrique. Le fluide caloporteur rejoint ensuite le fluide caloporteur en provenance de l’échangeur de chaleur conjoint 4 pour rejeter ensuite cette énergie calorifique via le radiateur 10. [0125] Le fait que les deux échangeurs de chaleurs bifluide 8, 12 soient utilisés parallèlement augmente la capacité thermique de refroidissement. Les batteries sont alors refroidies activement avec une capacité thermique augmentée, par exemple pour couvrir les besoins en refroidissement liés à une charge rapide des batteries.
[0126] Dans le cas où la deuxième boucle B comporte un élément de chauffage électrique 16, dans ce mode de fonctionnement, ce dernier est à l’arrêt et est traversé passivement par le fluide caloporteur.
[0127] Sixième mode de fonctionnement :
[0128] Le dispositif de gestion thermique peut être configuré pour fonctionner selon un sixième mode de fonctionnement illustré à la figure 9.
[0129] Dans ce sixième mode de fonctionnement, le circuit de fluide réfrigérant X est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint 4 et du fluide réfrigérant à basse pression circule dans le premier échangeur de chaleur bifluide 8.
[0130] Au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe 3 circule entre l’échangeur de chaleur conjoint 4 et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5.
[0131] Le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe 14 circule entre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15, la huitième conduite de dérivation 28, le premier échangeur de chaleur bifluide 8, la sixième conduite de dérivation 26 et la neuvième conduite de dérivation 29, ici via la première conduite de dérivation 21.
[0132] En traversant l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant la chaine de puissance électrique. Le fluide caloporteur rejoint ensuite le premier échangeur de chaleur bifluide 8 via la huitième conduite de dérivation 28. En traversant le premier échangeur de chaleur bifluide 8, le fluide caloporteur cède de l’énergie calorifique au fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X.
[0133] En traversant l’échangeur de chaleur conjoint 4, le fluide caloporteur récupère l’énergie calorifique du fluide réfrigérant que le fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X a récupéré via le premier échangeur de chaleur bifluide 8. Le fluide caloporteur traverse ensuite le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5 où il cède de l’énergie calorifique, par exemple dans le flux d’air interne pour réchauffer l’habitacle.
[0134] Ce sixième mode de fonctionnement permet ainsi de récupérer de l’énergie calorifique de la chaine de puissance électrique pour réchauffer l’habitacle.
[0135] Dans le cas où la deuxième boucle B comporte un élément de chauffage électrique 16, dans ce mode de fonctionnement, ce dernier est à l’arrêt et est traversé passivement par le fluide caloporteur. [0136] Septième mode de fonctionnement :
[0137] Le dispositif de gestion thermique peut être configuré pour fonctionner selon un septième mode de fonctionnement illustré à la figure 10.
[0138] Dans ce septième mode de fonctionnement, le circuit de fluide réfrigérant X est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint 4 et du fluide réfrigérant à basse pression circule dans le premier échangeur de chaleur bifluide 8.
[0139] Au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe 3 circule entre l’échangeur de chaleur conjoint 4 et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5.
[0140] Le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe 6 circule entre le premier échangeur de chaleur bifluide 8 et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7.
[0141] En sortie de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, une partie du fluide caloporteur rejoint le premier échangeur de chaleur bifluide 8 et une autre partie du fluide caloporteur passe par la neuvième conduite de dérivation 29, ici via la première conduite de dérivation 21, pour traverser l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15.
[0142] En sortie de l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15, le fluide caloporteur rejoint l’entrée de fluide caloporteur du premier échangeur de chaleur bifluide 8 via la huitième conduite de dérivation 28.
[0143] En traversant l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant les batteries. Le fluide caloporteur rejoint ensuite le premier échangeur de chaleur bifluide 8.
[0144] En traversant l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant la chaine de puissance électrique. Le fluide caloporteur rejoint ensuite le premier échangeur de chaleur bifluide 8 via la huitième conduite de dérivation 28.
[0145] En traversant le premier échangeur de chaleur bifluide 8, le fluide caloporteur, en provenance à la fois de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7 et de l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15, cède de l’énergie calorifique au fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X.
[0146] En traversant l’échangeur de chaleur conjoint 4, le fluide caloporteur récupère l’énergie calorifique que le fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X a récupéré via le premier échangeur de chaleur bifluide 8. Le fluide caloporteur traverse ensuite le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5 où il cède de l’énergie calorifique, par exemple dans le flux d’air interne pour réchauffer l’habitacle. [0147] Ce septième mode de fonctionnement permet ainsi de récupérer de l’énergie calorifique de la chaine de puissance électrique ainsi que des batteries pour réchauffer l’habitacle.
[0148] Dans le cas où la deuxième boucle B comporte un élément de chauffage électrique 16, dans ce mode de fonctionnement, ce dernier est à l’arrêt et est traversé passivement par le fluide caloporteur.
[0149] Selon une variante de ce septième mode de fonctionnement illustrée à la figure 11, la deuxième boucle B comporte un élément de chauffage électrique 16. L’élément de chauffage électrique 16 du fluide caloporteur peut ainsi être en fonctionnement et ajouter de l’énergie calorifique au fluide caloporteur traversant le premier échangeur de chaleur bifluide 8. Cette énergie calorifique s’additionne avec celle récupérée des batteries et de la chaine de puissance électrique afin de chauffer d’autant plus l’habitacle via l’échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5.
[0150] Huitième mode de fonctionnement :
[0151] Le dispositif de gestion thermique peut être configuré pour fonctionner selon un huitième mode de fonctionnement illustré à la figure 12.
[0152] Dans ce huitième mode de fonctionnement, le circuit de fluide réfrigérant X est à l’arrêt.
[0153] Au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe 14 circule dans l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15 et rejoint l’entrée de fluide caloporteur du premier échangeur de chaleur bifluide 8 via la huitième conduite de dérivation 28, le fluide caloporteur traverse ensuite l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7. En sortie de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, le fluide caloporteur passe par la neuvième conduite de dérivation 29, ici via la première conduite de dérivation 21, pour rejoindre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15.
[0154] En traversant l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant la chaine de puissance électrique. Le fluide caloporteur rejoint ensuite le premier échangeur de chaleur bifluide 8 via la huitième conduite de dérivation 28. Comme le circuit de fluide réfrigérant X est à l’arrêt, le fluide caloporteur traverse passivement, sans échange de chaleur, le premier échangeur de chaleur bifluide 8.
[0155] En traversant l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, le fluide caloporteur cède de l’énergie calorifique en réchauffant les batteries.
[0156] Ce huitième mode de fonctionnement permet ainsi de récupérer de l’énergie calorifique de la chaine de puissance électrique afin de chauffer les batteries. [0157] Neuvième mode de fonctionnement :
[0158] Le dispositif de gestion thermique peut être configuré pour fonctionner selon un neuvième mode de fonctionnement illustré à la figure 13.
[0159] Dans ce neuvième mode de fonctionnement, le circuit de fluide réfrigérant X est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint 4 et du fluide réfrigérant à basse pression circule à la fois dans le premier 8 et le deuxième 12 échangeur de chaleur bifluide.
[0160] Au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe 3 circule entre l’échangeur de chaleur conjoint 4 et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5.
[0161] Au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe 14 circule dans l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15 et rejoint l’entrée de fluide caloporteur du premier échangeur de chaleur bifluide 8 via la huitième conduite de dérivation 28, le fluide caloporteur traverse ensuite l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7.
[0162] En sortie de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7, le fluide caloporteur passe par la neuvième conduite de dérivation 29, ici via la première conduite de dérivation 21, pour l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15.
[0163] Le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe 6 circule également entre le deuxième échangeur de chaleur bifluide 12, la cinquième conduite de dérivation 25, le radiateur 10 et la quatrième conduite de dérivation 24.
[0164] En traversant le radiateur 10, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique, par exemple du flux d’air externe. Cette énergie calorifique est cédée au fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant via le deuxième échangeur de chaleur bifluide 12.
[0165] En traversant l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant la chaine de puissance électrique. Le fluide caloporteur rejoint ensuite le premier échangeur de chaleur bifluide 8 via la huitième conduite de dérivation 28. En traversant le premier échangeur de chaleur bifluide 8, une partie de cette énergie calorifique est cédée au fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X. L’énergie calorifique restante est ensuite cédée ensuite aux batteries afin de les réchauffer via l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries 7.
[0166] En traversant l’échangeur de chaleur conjoint 4, le fluide caloporteur récupère l’énergie calorifique que le fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X a récupéré via le premier échangeur de chaleur bifluide 8. Le fluide caloporteur traverse ensuite le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5 où il cède de l’énergie calorifique, par exemple dans le flux d’air interne pour réchauffer l’habitacle.
[0167] Ce neuvième mode de fonctionnement permet ainsi de récupérer de l’énergie calorifique de la chaine de puissance électrique pour réchauffer les batteries, mais également permet de récupérer de l’énergie calorifique de la chaine de puissance électrique et de l’extérieur pour réchauffer l’habitacle.
[0168] Dixième mode de fonctionnement :
[0169] Le dispositif de gestion thermique peut être configuré pour fonctionner selon un dixième mode de fonctionnement illustré à la figure 14.
[0170] Dans ce dixième mode de fonctionnement, le circuit de fluide réfrigérant X est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint 4 et du fluide réfrigérant à basse pression circule dans le deuxième échangeur de chaleur bifluide 12.
[0171] Le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe 3 circule entre l’échangeur de chaleur conjoint 4 et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5.
[0172] Le fluide caloporteur mis en mouvement par la troisième pompe 11 circule entre le deuxième échangeur de chaleur bifluide 12 et le deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 13.
[0173] Le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe 14 circule également au sein de la septième conduite de dérivation 27 entre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15 et le radiateur 10.
[0174] En traversant le deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 13, le fluide réfrigérant récupère de l’énergie calorifique du flux d’air interne en refroidissant ce dernier. Cette énergie calorifique est ensuite cédée au fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X via le deuxième échangeur de chaleur bifluide 12.
[0175] En traversant l’échangeur de chaleur conjoint 4, le fluide caloporteur récupère l’énergie calorifique que le fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant X a récupéré via le deuxième échangeur de chaleur bifluide 12. Le fluide caloporteur traverse ensuite le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 5 où il cède de l’énergie calorifique, par exemple dans le flux d’air interne réchauffant ce dernier.
[0176] L’alternance entre un refroidissement du flux d’air interne via le premier échangeur à air 5 et ensuite d’un réchauffement de ce même flux d’air interne via le deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air 13 permet une déshumidification du flux d’air interne.
[0177] En traversant l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant la chaine de puissance électrique. Le fluide rejette ensuite cette énergie calorifique via le radiateur 10.
[0178] Ce dixième mode de fonctionnement permet ainsi à la fois un refroidissement de la chaine de puissance électrique et une déshumidification du flux d’air interne par exemple à destination de l’habitacle.
[0179] Onzième mode de fonctionnement :
[0180] Le dispositif de gestion thermique peut être configuré pour fonctionner selon un onzième mode de fonctionnement illustré à la figure 15.
[0181] Dans ce onzième mode de fonctionnement, le circuit de fluide réfrigérant X est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint 4 et du fluide réfrigérant dans les premier 8 et deuxième 12 échangeurs de chaleur bifluide. Ce fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant X permet une montée en pression du fluide réfrigérant et ainsi une augmentation de sa température.
[0182] Au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement pat la première pompe 3 circule entre l’échangeur de chaleur conjoint 4 et le radiateur 10 via la troisième conduite de dérivation 23.
[0183] Le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe 14 circule au sein de la septième conduite de dérivation 27, entre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique 15 et le radiateur 10.
[0184] Le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe 6 circule également dans l’élément de chauffage électrique 16 du fluide caloporteur en fonctionnement. Le fluide caloporteur remonte ensuite la huitième conduite de dérivation 28 pour rejoindre la septième conduite de dérivation 27 et le radiateur 10.
[0185] En sortie du radiateur 10, une partie du fluide caloporteur rejoint la quatrième conduite de dérivation 24 afin ensuite de remonter la première conduite de dérivation 21 pour rejoindre la deuxième boucle B. Le reste du fluide caloporteur en sortie du radiateur 10 rejoint respectivement l’entrée de fluide caloporteur du premier échangeur de chaleur bifluide 8 et la septième conduite de dérivation 27.
[0186] En traversant l’élément chauffant électrique 16, l’échangeur de chaleur conjoint 4 et l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance 15, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique. Le fluide caloporteur en provenance de ces échangeurs 16, 4, 15 converge ensuit vers le radiateur 10 et le traverse en lui cédant cette énergie calorifique. Cela permet ainsi par exemple de réchauffer le radiateur 10 afin de dégivrer ce dernier.
[0187] Ainsi, on voit bien que du fait de l’architecture de son circuit de fluide caloporteur, le dispositif de gestion thermique permet notamment un refroidissement amélioré des batteries notamment lorsque ces dernières sont en charge rapide.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif de gestion thermique pour véhicule automobile électrique ou hybride comportant un circuit de fluide caloporteur et un circuit de fluide réfrigérant (X) dans lequel est destiné à circuler un fluide réfrigérant, ledit circuit de fluide réfrigérant (X) comportant, dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, un compresseur (101), un échangeur de chaleur conjoint (4) disposé conjointement sur le circuit de fluide caloporteur, un premier échangeur de chaleur bifluide (8) disposé conjointement sur le circuit de fluide caloporteur, le circuit de fluide réfrigérant (X) comportant un premier dispositif de détente (102) disposé en amont du premier échangeur de chaleur bifluide (8), le circuit de fluide réfrigérant (X) comportant en outre, une branche (X’) branchée parallèlement au premier échangeur de chaleur bifluide (8) et au premier dispositif de détente (102), ladite branche (X’) comportant un deuxième échangeur de chaleur bifluide (12), disposé conjointement sur le circuit de fluide caloporteur, et un deuxième dispositif de détente (103) disposé en amont du deuxième échangeur de chaleur bifluide (12), le circuit de fluide caloporteur comportant :
- une première boucle (A) comportant, une première pompe (3), l’échangeur de chaleur conjoint (4) et un premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air (5),
- une deuxième boucle (B) comportant, une deuxième pompe (6), le premier échangeur de chaleur bifluide (8) et un échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7),
- une troisième boucle (C) comportant une troisième pompe (11), le deuxième échangeur de chaleur bifluide (12) et un deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air (13),
- une première conduite de dérivation (21) reliant la sortie de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7) à l’entrée de fluide caloporteur du deuxième échangeur de chaleur bifluide (12),
- une deuxième conduite de dérivation (22) reliant la sortie de fluide caloporteur du deuxième échangeur de chaleur bifluide (12) à l’entrée de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7),
- un premier dispositif de redirection (41) du fluide caloporteur configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie du deuxième échangeur de chaleur bifluide (12) vers la deuxième conduite de dérivation (22) ou vers l’entrée de fluide caloporteur du deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air (13), - une troisième conduite de dérivation (23) reliant la sortie de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur conjoint (4) à l’entrée de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur conjoint chauffant (4), ladite troisième conduite de dérivation (23) comportant un radiateur (10),
- un deuxième dispositif de redirection (42) configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur conjoint chauffant (4) vers le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air (5) ou vers la troisième conduite de dérivation (23).
- une quatrième conduite de dérivation (24) reliant la sortie de fluide caloporteur du radiateur (10) à l’entrée de fluide caloporteur du deuxième échangeur de chaleur bifluide (12),
- une cinquième conduite de dérivation (25) reliant la sortie de fluide caloporteur du deuxième échangeur de chaleur bifluide (12) à l’entrée de fluide caloporteur du radiateur (10),
- un troisième dispositif de redirection (43) configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie du deuxième échangeur de chaleur bifluide (12), traversant la deuxième conduite de dérivation (22), vers la deuxième boucle (B) ou vers la cinquième conduite de dérivation (25).
[Revendication 2] Dispositif de gestion thermique selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il est configuré pour fonctionner dans un premier mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant (X) est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint (4) et du fluide réfrigérant à basse pression circule à la fois dans le premier (8) et le deuxième (12) échangeur de chaleur bifluide, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe (3) circule entre l’échangeur de chaleur conjoint (4) et le radiateur (10) via la troisième conduite de dérivation (23), le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe (6) circule entre le premier échangeur de chaleur bifluide (8) et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7), en sortie de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7), une partie du fluide caloporteur rejoint le premier échangeur de chaleur bifluide (8) et une autre partie du fluide caloporteur passe par la première conduite de dérivation (21) pour rejoindre la troisième boucle (C) et traverser le deuxième échangeur de chaleur bifluide (12), en sortie du deuxième échangeur de chaleur bifluide (12), le fluide caloporteur rejoint l’entrée de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7) via la deuxième conduite de dérivation (22).
[Revendication 3] Dispositif de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième boucle (B) comporte un élément de chauffage électrique (16) du fluide caloporteur disposé en amont du premier échangeur de chaleur bifluide (8).
[Revendication 4] Dispositif de gestion thermique selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il est configuré pour fonctionner dans un deuxième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant (X) est à l’arrêt, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe (6) circule dans la deuxième boucle (B) entre l’élément de chauffage électrique (16) qui est en fonctionnement, le premier échangeur de chaleur bifluide (8) et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7).
[Revendication 5] Dispositif de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de fluide caloporteur comporte :
- une sixième conduite de dérivation (26) de contournement de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7), reliant l’entrée de fluide caloporteur dudit échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7) à sa sortie de fluide caloporteur sur la deuxième boucle (B),
- un quatrième dispositif de redirection (44) configuré pour rediriger le fluide caloporteur arrivant à l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7) vers la sixième conduite de dérivation (26) ou vers l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7).
[Revendication 6] Dispositif de gestion thermique selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il est configuré pour fonctionner dans un troisième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant (X) est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint (4) et du fluide réfrigérant à basse pression circule dans le premier échangeur de chaleur bifluide (8), au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe (3) circule entre l’échangeur de chaleur conjoint (4) et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air (5), le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe (6) circule entre l’élément de chauffage électrique (16) qui est en fonctionnement, le premier échangeur de chaleur bifluide (8) et la sixième conduite de dérivation (26).
[Revendication 7] Dispositif de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de fluide caloporteur comporte :
- une septième conduite de dérivation (27) reliant la sortie de fluide caloporteur du radiateur (10) à l’entrée de fluide caloporteur du radiateur (10), ladite septième conduite de dérivation (27) comportant un échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique (15) du véhicule automobile,
- une huitième conduite de dérivation (28) reliant la sortie de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique (15) à l’entrée de fluide caloporteur du premier échangeur de chaleur bifluide (8),
- un cinquième dispositif de redirection (45) configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique (15) vers le radiateur (10) ou vers la huitième conduite de dérivation (28),
- une neuvième conduite de dérivation (29) reliant la sortie de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7) ou de la sixième conduite de dérivation (26) à l’entrée de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique (15), la septième conduite de dérivation (27) comportant en outre une quatrième pompe (14) disposée en amont ou aval de l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique (15) entre la huitième (28) et neuvième (29) conduite de dérivation.
[Revendication 8] Dispositif de gestion thermique selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il est configuré pour fonctionner dans un quatrième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant (X) est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint (4) et du fluide réfrigérant à basse pression circule à la fois dans le premier (8) et le deuxième (12) échangeur de chaleur bifluide, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe (6) circule entre le premier échangeur de chaleur bifluide (8) et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7), le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe (3) circule entre l’échangeur de chaleur conjoint (4) et le radiateur (10) via la troisième conduite de dérivation (23), et le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe (14) circule également au sein de la septième conduite de dérivation (27), entre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique (15) et le radiateur (10).
[Revendication 9] Dispositif de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu’il est configuré pour fonctionner dans un cinquième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant (X) est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint (4) et du fluide réfrigérant à basse pression circule à la fois dans le premier (8) et le deuxième (12) échangeur de chaleur bifluide, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe (3) circule entre l’échangeur de chaleur conjoint (4) et le radiateur (10) via la troisième conduite de dérivation (23), le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe (6) circule entre le premier échangeur de chaleur bifluide (8) et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7), en sortie de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7), une partie du fluide caloporteur rejoint le premier échangeur de chaleur bifluide (8) et une autre partie du fluide caloporteur passe par la première conduite de dérivation (21) pour rejoindre la troisième boucle (C) et traverser le deuxième échangeur de chaleur bifluide (12), en sortie du deuxième échangeur de chaleur bifluide (12), le fluide caloporteur rejoint l’entrée de fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7) via la deuxième conduite de dérivation (22), le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe (14) circule également au sein de la septième conduite de dérivation (27), entre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique (15) et le radiateur (10).
[Revendication 10] Dispositif de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu’il est configuré pour fonctionner dans un sixième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant (X) est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint (4) et du fluide réfrigérant à basse pression circule dans le premier échangeur de chaleur bifluide (8), au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe (3) circule entre l’échangeur de chaleur conjoint (4) et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air (5), le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe (14) circule entre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique (15), la huitième conduite de dérivation (28), le premier échangeur de chaleur bifluide (8), la sixième conduite de dérivation (26) et la neuvième conduite de dérivation (29).
[Revendication 11] Dispositif de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu’il est configuré pour fonctionner dans un septième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant (X) est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint (4) et du fluide réfrigérant à basse pression circule dans le premier échangeur de chaleur bifluide (8), au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe (3) circule entre l’échangeur de chaleur conjoint (4) et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air (5), le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe (6) circule entre le premier échangeur de chaleur bifluide (8) et l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7), en sortie de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7), une partie du fluide caloporteur rejoint le premier échangeur de chaleur bifluide (8) et une autre partie du fluide caloporteur passe par la neuvième conduite de dérivation (29) pour traverser l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique (15), en sortie de l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique (15), le fluide caloporteur rejoint l’entrée de fluide caloporteur du premier échangeur de chaleur bifluide (8) via la huitième conduite de dérivation (28).
[Revendication 12] Dispositif de gestion thermique selon la revendication précédente en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que l’élément de chauffage électrique (16) du fluide caloporteur est en fonctionnement.
[Revendication 13] Dispositif de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé en ce qu’il est configuré pour fonctionner dans un huitième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant (X) est à l’arrêt, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe (14) circule dans l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique (15) et rejoint l’entrée de fluide caloporteur du premier échangeur de chaleur bifluide (8) via la huitième conduite de dérivation (28), le fluide caloporteur traverse ensuite l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7) et, en sortie de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7), le fluide caloporteur passe par la neuvième conduite de dérivation (29) pour rejoindre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique (15).
[Revendication 14] Dispositif de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisé en ce qu’il est configuré pour fonctionner dans un neuvième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant (X) est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint (4) et du fluide réfrigérant à basse pression circule à la fois dans le premier (8) et le deuxième (12) échangeur de chaleur bifluide, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe (3) circule entre l’échangeur de chaleur conjoint (4) et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air (5), au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe (14) circule dans l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique (15) et rejoint l’entrée de fluide caloporteur du premier échangeur de chaleur bifluide (8) via la huitième conduite de dérivation (28), le fluide caloporteur traverse ensuite l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7), en sortie de l’échangeur de chaleur couplé thermiquement avec les batteries (7), le fluide caloporteur passe par la neuvième conduite de dérivation (29) pour rejoindre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique (15), le fluide caloporteur mis en mouvement par la troisième pompe (11) circule également entre le deuxième échangeur de chaleur bifluide (12), la cinquième conduite de dérivation (25), le radiateur (10) et la quatrième conduite de dérivation (24). [Revendication 15] Dispositif de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé en ce qu’il est configuré pour fonctionner dans un dixième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant (X) est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint (4) et du fluide réfrigérant à basse pression circule dans le deuxième échangeur de chaleur bifluide (12), le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe (3) circule entre l’échangeur de chaleur conjoint (4) et le premier échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air (5), le fluide caloporteur mis en mouvement par la troisième pompe (11) circule entre le deuxième échangeur de chaleur bifluide (12) et le deuxième échangeur de chaleur couplé thermiquement à un flux d’air (13), le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe (14) circule également au sein de la septième conduite de dérivation (27), entre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique
(15) et le radiateur (10).
[Revendication 16] Dispositif de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications 7 à 15 en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce qu’il est configuré pour fonctionner dans un douzième mode de fonctionnement dans lequel : le circuit de fluide réfrigérant (X) est en fonctionnement de sorte que du fluide réfrigérant à haute pression circule dans l’échangeur de chaleur conjoint (4) et du fluide réfrigérant dans les premier (8) et deuxième (12) échangeurs de chaleur bifluide, au sein du circuit de fluide caloporteur, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe (3) circule entre l’échangeur de chaleur conjoint (4) et le radiateur (10) via la troisième conduite de dérivation (23), le fluide caloporteur mis en mouvement par la quatrième pompe (14) circule d’autre part au sein de la septième conduite de dérivation (27) entre l’échangeur de chaleur avec la chaine de puissance électrique (15) et le radiateur (10), le fluide caloporteur mis en mouvement par la deuxième pompe (6) circule également entre l’élément de chauffage électrique (16) du fluide caloporteur en fonctionnement, le fluide caloporteur remonte ensuite la huitième conduite de dérivation (28) pour rejoindre la septième conduite de dérivation (27) et le radiateur (10), en sortie du radiateur (10), une partie du fluide caloporteur rejoint la quatrième conduite de dérivation (24) afin ensuite de remonter la première conduite de dérivation (21) pour rejoindre la deuxième boucle (B).
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