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FR3081123A1 - Circuit de gestion thermique pour vehicule hybride ou electrique - Google Patents

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FR3081123A1
FR3081123A1 FR1854048A FR1854048A FR3081123A1 FR 3081123 A1 FR3081123 A1 FR 3081123A1 FR 1854048 A FR1854048 A FR 1854048A FR 1854048 A FR1854048 A FR 1854048A FR 3081123 A1 FR3081123 A1 FR 3081123A1
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FR
France
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heat exchanger
junction point
loop
heat
fluid
Prior art date
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Withdrawn
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FR1854048A
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English (en)
Inventor
Mohamed Yahia
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority to FR1854048A priority Critical patent/FR3081123A1/fr
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Abstract

La présente invention concerne un circuit de gestion thermique (1) pour véhicule hybride ou électrique comportant une première boucle de climatisation inversible (A) comportant un échangeur de chaleur bifluide (7) agencé conjointement sur une deuxième boucle de circulation (B), la deuxième boucle de circulation (B) comprenant : • une boucle principale (B1) comportant une première pompe (3), un premier échangeur de chaleur (5) et l'échangeur de chaleur bifluide (7), et • une boucle secondaire (B2) comportant une deuxième pompe (9), un deuxième échangeur de chaleur (11) et un radiateur (13), la boucle principale (B1) et la boucle secondaire (B2) étant connectées l'une à l'autre par : • un dispositif de redirection (X) du fluide caloporteur de sorte que le fluide caloporteur en provenance du premier échangeur de chaleur (5) puisse circuler vers l'échangeur de chaleur bifluide (7) ou vers le radiateur (13), et le fluide caloporteur en provenance du deuxième échangeur de chaleur (11) puisse circuler vers le radiateur (13) ou l'échangeur de chaleur bifluide (7), et • une première branche de dérivation (B3) reliant un premier point de jonction (21) disposé sur la boucle secondaire (B2) en aval du radiateur (13) et un deuxième point de jonction (22) disposé sur la branche principale (Bl) en aval de l'échangeur de chaleur bifluide (7).

Description

L’invention se rapporte au domaine des véhicules automobiles et plus particulièrement à un circuit de gestion thermique pour véhicule automobile hybride ou électrique.
Dans les véhicules électriques et hybrides, la gestion thermique de l’habitacle est généralement gérée par une boucle de climatisation inversible. Par inversible, on entend que cette boucle de climatisation peut fonctionner dans un mode de refroidissement afin de refroidir l’air à destination de l’habitacle et dans un mode pompe à chaleur afin de réchauffer l’air à destination de l’habitacle. Cette boucle de climatisation inversible peut également comporter une dérivation afin de gérer la température des batteries du véhicule électrique ou hybride ainsi que le moteur électrique. Il est ainsi possible de réchauffer ou refroidir les batteries et/ou le moteur électrique grâce à la boucle de climatisation inversible. Cependant, il n’est pas possible de gérer au moins partiellement la température des batteries et/ou du moteur électrique sans utiliser la boucle de climatisation inversible. Ainsi, lorsque par exemple l’habitacle n’a pas besoin d’être réchauffé ou refroidi, il est tout de même nécessaire de mettre en fonctionnement complètement la boucle de climatisation inversible pour réchauffer ou refroidir les batteries et/ou le moteur électrique. Cela entraîne une consommation électrique qui peut être trop importante et donc peut impacter l’autonomie du véhicule électrique ou hybride.
Une solution connue est d’utiliser une deuxième boucle de circulation distincte de la boucle de climatisation et à l’intérieur de laquelle circule un fluide caloporteur. La boucle de climatisation et la deuxième boucle de circulation sont reliées l’une à l’autre par un échangeur de chaleur bifluide afin de permettre les échanges de chaleur entre les deux boucles. Afin de dissocier la gestion thermique des batteries et du moteur électrique, ces éléments peuvent être disposés sur des branches parallèles l’une de l’autre de la deuxième boucle de circulation. Cependant, la connexion entre la boucle de climatisation et la deuxième boucle de circulation et ses branches peut être complexe et nécessiter de nombreuses vannes, par exemple de type vanne trois-voies voire même vanne quatre-voies qui sont onéreuses.
Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un circuit de gestion thermique amélioré.
La présente invention concerne donc un circuit de gestion thermique pour véhicule hybride ou électrique, ledit circuit de gestion thermique comportant une première boucle de climatisation inversible dans laquelle circule un fluide réfrigérant et comportant un échangeur de chaleur bifluide agencé conjointement sur une deuxième boucle de circulation d’un fluide caloporteur, la deuxième boucle de circulation d’un fluide caloporteur comprenant :
• une boucle principale comportant une première pompe, un premier échangeur de chaleur et l’échangeur de chaleur bifluide, et • une boucle secondaire comportant une deuxième pompe, un deuxième échangeur de chaleur et un radiateur destiné à être traversé par un flux d’air externe, la boucle principale et la boucle secondaire étant connectées l’une à l’autre par :
• un dispositif de redirection du fluide caloporteur de sorte que le fluide caloporteur en provenance du premier échangeur de chaleur puisse circuler vers l’échangeur de chaleur bifluide ou vers le radiateur de la boucle secondaire, et le fluide caloporteur en provenance du deuxième échangeur de chaleur puisse circuler vers le radiateur ou l’échangeur de chaleur bifluide de la boucle principale, et • une première branche de dérivation reliant un premier point de jonction disposé sur la boucle secondaire en aval du radiateur, entre ledit radiateur et le deuxième échangeur de chaleur et un deuxième point de jonction disposé sur la branche principale en aval de l’échangeur de chaleur bifluide, entre ledit échangeur de chaleur bifluide et le premier échangeur de chaleur.
Selon un aspect de l’invention, le dispositif de redirection comporte :
• une deuxième branche de dérivation reliant un troisième point de jonction disposé sur la boucle principale en aval du premier échangeur de chaleur, entre ledit premier échangeur de chaleur et l’échangeur de chaleur bifluide, à un quatrième point de jonction disposé sur la boucle secondaire en amont du radiateur, entre ledit radiateur et le deuxième échangeur de chaleur, • une troisième branche de dérivation reliant un cinquième point de jonction disposé sur la boucle secondaire en aval du deuxième échangeur de chaleur, entre ledit deuxième échangeur de chaleur et le quatrième point de jonction, à un sixième point de jonction disposé sur la boucle principale en aval du premier échangeur de chaleur, entre ledit premier échangeur de chaleur et le troisième point de jonction, et • une première et une deuxième vanne trois-voies.
Selon un autre aspect de l’invention, la première vanne trois-voies est disposée au niveau du troisième point de jonction et que la deuxième vanne trois-voies est disposée au niveau du cinquième point de jonction.
Selon un autre aspect de l’invention, la première vanne trois-voies est disposée au niveau du sixième point de jonction et que la deuxième vanne trois-voies est disposée au niveau du quatrième point de jonction.
Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de redirection comporte :
• une quatrième branche de dérivation reliant un septième point de jonction disposé sur la boucle principale en aval du premier échangeur de chaleur, entre ledit premier échangeur de chaleur et l’échangeur de chaleur bifluide, à un huitième point de jonction disposé sur la boucle secondaire en amont du radiateur, entre ledit radiateur et le deuxième échangeur de chaleur, • une première vanne d’arrêt disposée sur la boucle principale en aval du septième point de jonction, entre ledit septième point de jonction et le deuxième point de jonction, • une deuxième vanne d’arrêt disposée sur la boucle secondaire en aval du huitième point de jonction, entre ledit huitième point de jonction et le premier point de jonction, • une troisième vanne d’arrêt disposée sur la quatrième branche de dérivation.
Selon un autre aspect de l’invention, la boucle principale comporte un dispositif de chauffage électrique du fluide caloporteur disposé en amont du premier échangeur de chaleur.
Selon un autre aspect de l’invention, le circuit de gestion thermique sest configuré pour fonctionner selon un premier mode de refroidissement dans lequel le dispositif de redirection est configuré pour découpler la boucle principale de la boucle secondaire de sorte que le fluide caloporteur circule indépendamment dans ladite boucle principale et dans ladite boucle secondaire.
Selon un autre aspect de l’invention, le circuit de gestion thermique est configuré pour fonctionner selon un deuxième mode de refroidissement dans lequel le dispositif de redirection est configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie des premier et deuxième échangeurs de chaleur vers le radiateur et empêcher la circulation du fluide caloporteur dans l’échangeur de chaleur bifluide.
Selon un autre aspect de l’invention, le circuit de gestion thermique est configuré pour fonctionner selon un mode de récupération de chaleur dans lequel le dispositif de redirection est configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie des premier et deuxième échangeurs de chaleur vers l’échangeur de chaleur bifluide et empêcher la circulation du fluide caloporteur dans le radiateur.
L’invention porte également sur un véhicule automobile comprenant un tel circuit de gestion thermique.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
• la figure 1 montre une représentation schématique d'un circuit de gestion thermique selon un premier mode de réalisation, • les figures 2a à 2c montrent le circuit de gestion thermique de la figure 1 selon différents modes de fonctionnement, • la figure 3 montre une représentation schématique d'un circuit de gestion thermique selon un deuxième mode de réalisation, • les figures 4a à 4c montrent le circuit de gestion thermique de la figure 3 selon différents modes de fonctionnement, • la figure 5 montre une représentation schématique d'un circuit de gestion thermique selon un deuxième mode de réalisation, • les figures 6a à 6c montrent le circuit de gestion thermique de la figure 5 selon différents modes de fonctionnement.
Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
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.
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.
Dans la présente description, on entend par « en amont » qu’un élément est placé avant un autre par rapport au sens de circulation d'un fluide. A contrario, on entend par « en aval » qu’un élément est placé après un autre par rapport au sens de circulation du fluide.
Les figures 1, 3 et 5 montrent un circuit de gestion thermique 1 d’un véhicule hybride ou électrique. Ce circuit de gestion thermique 1 (représenté partiellement) comporte une première boucle de climatisation inversible A dans laquelle circule un fluide réfrigérant et comportant un échangeur de chaleur bifluide 7 agencé conjointement sur une deuxième boucle de circulation B d’un fluide caloporteur. Par inversible, on entend que cette boucle de climatisation peut fonctionner dans un mode de refroidissement afin de refroidir l’air à destination de l’habitacle et dans un mode pompe à chaleur afin de réchauffer l’air à destination de l’habitacle. Cette première boucle de climatisation inversible A peut être de tout type connu de l’homme du métier.
La première boucle de climatisation inversible A peut notamment comporter en aval du l’échangeur de chaleur bifluide 7 un dispositif de détente 17. Ce dispositif de détente 17 peut permettre une perte de pression du fluide réfrigérant afin de refroidir le fluide caloporteur de la deuxième boucle de circulation B au niveau de l’échangeur de chaleur bifluide 7. Ce dispositif de détente 17 peut également être contourné où laisser passer le fluide réfrigérant sans perte de pression afin de réchauffer le fluide caloporteur de la deuxième boucle de circulation B au niveau de l’échangeur de chaleur bifluide 7.
La deuxième boucle de circulation B comprend plus particulièrement une boucle principale B1 et une boucle secondaire B2 connectées en parallèle l’une par rapport à l’autre.
La boucle principale B1 comporte notamment une première pompe 3, un premier échangeur de chaleur 5 et l’échangeur de chaleur bifluide 7. Le premier échangeur de chaleur 5 peut plus particulièrement être un échangeur de chaleur permettant les échanges d’énergie calorifique avec les batteries.
La boucle secondaire B2 comporte quant à elle une deuxième pompe 9, un deuxième échangeur de chaleur 11 et un radiateur 13 destiné à être traversé par un flux d’air externe 100. Le deuxième échangeur de chaleur 11 peut plus particulièrement être un échangeur de chaleur permettant les échanges d’énergie calorifique avec le moteur électrique.
La boucle principale B1 et la boucle secondaire B2 sont connectées l’une à l’autre par un dispositif de redirection X et une première branche de dérivation B3.
Le dispositif de redirection X du fluide caloporteur permet notamment que le fluide caloporteur en provenance du premier échangeur de chaleur 5 puisse circuler vers l’échangeur de chaleur bifluide 7 ou vers le radiateur 13 de la boucle secondaire B2. De plus le dispositif de redirection X permet que le fluide caloporteur en provenance du deuxième échangeur de chaleur 11 puisse circuler vers le radiateur 13 ou l’échangeur de chaleur bifluide 7 de la boucle principale B1.
La première branche de dérivation B 3 relie quant à elle un premier point de jonction 21 et un deuxième point de jonction 22. Le premier point de jonction 21 est disposé sur la boucle secondaire B2 en aval du radiateur 13, entre ledit radiateur 13 et le deuxième échangeur de chaleur 11. Le deuxième point de jonction 22 est quant à lui disposé sur la branche principale B1 en aval de l’échangeur de chaleur bifluide 7, entre ledit échangeur de chaleur bifluide 7 et le premier échangeur de chaleur 5.
Sur l’exemple des figures 1, 3 et 5, la première pompe 3 est disposée en amont du premier échangeur de chaleur 5, entre ledit premier échangeur de chaleur 5 et le deuxième point de jonction 22. Il est cependant tout à fait possible d’imaginer un autre positionnement de cette première pompe 3 par exemple en aval du premier échangeur de chaleur 5, entre ledit premier échangeur de chaleur 5 et le dispositif de redirection X.
De même, sur l’exemple des figures 1, 3 et 5, la deuxième pompe 9 est disposée en amont du deuxième échangeur de chaleur 11, entre ledit deuxième échangeur de chaleur 11 et le premier point de jonction 21. Il est cependant tout à fait possible d’imaginer un autre positionnement de cette deuxième pompe 9 par exemple en aval du deuxième échangeur de chaleur 11, entre ledit deuxième échangeur de chaleur 11 et le dispositif de redirection X.
Selon un premier mode de réalisation illustré aux figures 1 et 3, le dispositif de redirection X comporte une deuxième branche de dérivation B4, une troisième branche de dérivation B5 ainsi qu’une première 32 et une deuxième 33 vanne trois-voies.
La deuxième branche de dérivation B4 relie plus particulièrement un troisième point de jonction 23 et un quatrième point de jonction 24. Le troisième point de jonction 23 est disposé sur la boucle principale B1 en aval du premier échangeur de chaleur 5, entre ledit premier échangeur de chaleur 5 et l’échangeur de chaleur bifluide 7. Le quatrième point de jonction 24 est quant à lui disposé sur la boucle secondaire B2 en amont du radiateur 13, entre ledit radiateur 13 et le deuxième échangeur de chaleur 11.
La troisième branche de dérivation B 5 relie plus particulièrement un cinquième point de jonction 25 et un sixième point de jonction 26. Le cinquième point de jonction 25 est disposé sur la boucle secondaire B2 en aval du deuxième échangeur de chaleur 11, entre ledit deuxième échangeur de chaleur 11 et le quatrième point de jonction 24. Le sixième point de jonction 26 est quant à lui disposé sur la boucle principale B1 en aval du premier échangeur de chaleur 5, entre ledit premier échangeur de chaleur 5 et le troisième point de jonction 23.
Selon une première variante du premier mode de réalisation illustrée à la figure 1, la première vanne trois-voies 32 est disposée au niveau du troisième point de jonction 23 et la deuxième vanne trois-voies 33 est disposée au niveau du cinquième point de jonction 25. La première vanne trois-voies 32 permet ici de rediriger le fluide caloporteur lui arrivant vers l’échangeur de chaleur bifluide 7 ou vers la boucle secondaire B2 via la deuxième branche de dérivation B4. La deuxième vanne troisvoies 33 permet ici de rediriger le fluide caloporteur lui arrivant vers le radiateur 13 ou vers la boucle principale B1 via la troisième branche de dérivation B5.
Selon une deuxième variante du premier mode de réalisation illustrée à la figure 3, la première vanne trois-voies 32 est disposée au niveau du sixième point de jonction 26 et la deuxième vanne trois-voies 33 est disposée au niveau du quatrième point de jonction 24. La première vanne trois-voies 32 permet ici de rediriger le fluide caloporteur lui arrivant vers l’échangeur de chaleur bifluide 7 ou vers la boucle secondaire B2 via la troisième branche de dérivation B5. La deuxième vanne troisvoies 33 permet ici de rediriger le fluide caloporteur lui arrivant vers le radiateur 13 ou vers la boucle principale B1 via la deuxième branche de dérivation B4.
La première et la deuxième variante sont symétriques et permettent les mêmes modes de fonctionnement.
Selon un deuxième mode de réalisation illustré à la figure 5, le dispositif de redirection X comporte une quatrième branche de dérivation B6, au lieu d’une deuxième B4 et d’une troisième B5 branche de dérivation, et trois vannes d’arrêts 34a, 34b et 34c.
La quatrième branche de dérivation B6 relie un septième point de jonction 27 et un huitième point de jonction 28. Le septième point de jonction 27 est disposé sur la boucle principale B1 en aval du premier échangeur de chaleur 5, entre ledit premier échangeur de chaleur 5 et l’échangeur de chaleur bifluide 7. Le huitième point de jonction 28 est quant à lui disposé sur la boucle secondaire B2 en amont du radiateur 13, entre ledit radiateur 13 et le deuxième échangeur de chaleur 11.
Une première vanne d’arrêt 34a est disposée sur la boucle principale B1 en aval du septième point de jonction 27, entre le septième point de jonction 27 et le deuxième point de jonction 22. Cette première vanne d’arrêt 34a permet de laisser passer ou non le fluide caloporteur dans l’échangeur de chaleur bifluide 7.
Une deuxième vanne d’arrêt 34b est disposée sur la boucle secondaire B2 en aval du huitième point de jonction 28, entre ledit huitième point de jonction 28 et le premier point de jonction 21. Cette deuxième vanne d’arrêt 34b permet de laisser passer ou non le fluide caloporteur dans le radiateur 13.
Une troisième vanne d’arrêt 34c est disposée sur la quatrième branche de dérivation B6. Cette troisième vanne d’arrêt 34c permet de laisser passer ou non le fluide caloporteur dans la quatrième branche de dérivation B6 afin que ce dernier puisse circuler entre la boucle primaire B1 et la boucle secondaire B2 dans un sens ou dans l’autre.
Le circuit de gestion thermique 1 peut notamment fonctionner selon différents modes de fonctionnements illustrés aux figures 2a à 2c, 4a, à 4c et 6a à 6c. Sur ces figures, seuls les éléments dans lesquels le fluide caloporteur circule sont représentés. De plus des flèches indiquent le sens de circulation du fluide caloporteur.
a) Premier mode de refroidissement :
Le circuit de gestion thermique 1 peut notamment être configuré pour fonctionner selon un premier mode de refroidissement illustré aux figures 2a, 4a et 6a.
Dans ce premier mode de refroidissement, le dispositif de redirection X est configuré pour découpler la boucle principale B1 de la boucle secondaire B2 de sorte que le fluide caloporteur circule indépendamment dans ladite boucle principale B1 et dans ladite boucle secondaire B2.
Au sein de la boucle principale Bl, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe 3 circule dans le premier échangeur de chaleur 5 et dans l’échangeur de chaleur bifluide 7. Au niveau du premier échangeur de chaleur 5, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant par exemple les batteries. Au niveau de l’échangeur de chaleur bifluide 7, le fluide caloporteur cède cette énergie calorifique au fluide réfrigérant de la première boucle de climatisation inversible A.
Au sein de la boucle secondaire B2, le fluide caloporteur mis en mouvement pas la deuxième pompe 9 circule dans le deuxième échangeur de chaleur 11 et dans le radiateur 13. Au niveau du deuxième échangeur de chaleur 11 le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant par exemple le moteur électrique. Au niveau du radiateur 13, le fluide caloporteur cède cette énergie calorifique au flux d’air externe 100.
Selon la première variante du premier mode de réalisation illustrée à la figure 2a, cela est possible lorsque la première vanne trois-voies 32 permet la circulation du fluide caloporteur en provenance du premier échangeur de chaleur 5 vers l’échangeur de chaleur bifluide 7 et bloque la circulation vers la deuxième branche de dérivation B4. La deuxième vanne trois-voies 33 permet quant à elle la circulation du fluide caloporteur en provenance du deuxième échangeur de chaleur 11 vers le radiateur 13 et bloque la circulation vers la troisième branche de dérivation B5.
Selon la deuxième variante du premier mode de réalisation illustré à la figure 4a, cela est possible lorsque la première vanne trois-voies 32 permet la circulation du fluide caloporteur en provenance du premier échangeur de chaleur 5 vers l’échangeur de chaleur bifluide 7 et bloque la circulation vers la troisième branche de dérivation B5. La deuxième vanne trois-voies 33 permet quant à elle la circulation du fluide caloporteur en provenance du deuxième échangeur de chaleur 11 vers le radiateur 13 et bloque la circulation vers la deuxième branche de dérivation B4.
Selon le deuxième mode de réalisation illustré à la figure 6a, cela est possible lorsque la première vanne d’arrêt 34a est ouverte pour permettre la circulation du fluide caloporteur en provenance du premier échangeur de chaleur 5 vers l’échangeur de chaleur bifluide 7 et lorsque la deuxième vanne d’arrêt 34b est ouverte pour permettre la circulation du fluide caloporteur en provenance du deuxième échangeur de chaleur 11 vers le radiateur 13. La troisième vanne d’arrêt 34c est quant à elle fermée pour bloquer la circulation du fluide réfrigérant dans la quatrième branche de dérivation B6.
Ce premier mode de refroidissement permet par exemple de refroidir indépendamment les batteries au niveau du premier échangeur de chaleur 5 et le moteur électrique au niveau du deuxième échangeur de chaleur 11. La boucle principale B1 et la boucle secondaire B2 restent indépendantes l’une de l’autre. L’énergie calorifique des batteries est transférée vers la première boucle de climatisation A et celle du moteur électrique vers le radiateur 13. La première boucle de climatisation A peut quant à elle fonctionner aussi bien en mode pompe à chaleur ou en mode de climatisation.
b) Deuxième mode de refroidissement :
Le circuit de gestion thermique 1 peut également être configuré pour fonctionner selon un deuxième mode de refroidissement illustré aux figures 2b, 4b et 6b.
Dans ce deuxième mode de refroidissement, le dispositif de redirection X est configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie des premier 5 et deuxième 11 échangeurs de chaleur vers le radiateur 13 et empêcher la circulation du fluide caloporteur dans l’échangeur de chaleur bifluide 7.
Au sein de la boucle principale Bl, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe 3 circule dans le premier échangeur de chaleur 5 et est redirigé vers le radiateur 13 de la boucle secondaire B2. Au niveau du premier échangeur de chaleur 5, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant par exemple les batteries.
Au sein de la boucle secondaire B2, le fluide caloporteur mis en mouvement pas la deuxième pompe 9 circule dans le deuxième échangeur de chaleur 11 et dans le radiateur 13. Au niveau du deuxième échangeur de chaleur 11 le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant par exemple le moteur électrique.
Au niveau du radiateur 13, le fluide caloporteur issu à la fois du premier 5 et du deuxième 11 échangeur de chaleur cède de l’énergie calorifique au flux d’air externe 100.
En sortie du radiateur 13, une partie du fluide caloporteur retourne dans la boucle principale B1 via la première branche de dérivation B3.
Selon la première variante du premier mode de réalisation illustrée à la figure 2b, cela est possible lorsque la première vanne trois-voies 32 permet la circulation du fluide caloporteur en provenance du premier échangeur de chaleur 5 vers la boucle secondaire B2 via la deuxième branche de dérivation B4 et bloque la circulation vers l’échangeur de chaleur bifluide 7. La deuxième vanne trois-voies 33 permet quant à elle la circulation du fluide caloporteur en provenance du deuxième échangeur de chaleur 11 vers le radiateur 13 et bloque la circulation vers la troisième branche de dérivation B5.
Selon la deuxième variante du premier mode de réalisation illustré à la figure 4b, cela est possible lorsque la première vanne trois-voies 32 permet la circulation du fluide caloporteur en provenance du premier échangeur de chaleur 5 vers la boucle secondaire B2 via la troisième branche de dérivation B5 et bloque la circulation vers l’échangeur de chaleur bifluide 7. La deuxième vanne trois-voies 33 permet quant à elle la circulation du fluide caloporteur en provenance du deuxième échangeur de chaleur 11 et de la troisième branche de dérivation B 5 vers le radiateur 13 et bloque la circulation vers la deuxième branche de dérivation B4.
Selon le deuxième mode de réalisation illustré à la figure 6b, cela est possible lorsque la première vanne d’arrêt 34a est fermée pour empêcher la circulation du fluide caloporteur en provenance du premier échangeur de chaleur 5 vers l’échangeur de chaleur bifluide 7. La troisième vanne d’arrêt 34c est quant à elle ouverte pour permettre la circulation du fluide réfrigérant dans la quatrième branche de dérivation B6. La deuxième vanne d’arrêt 34b est ouverte pour permettre la circulation du fluide caloporteur en provenance du deuxième échangeur de chaleur 11 et de la quatrième branche de dérivation B 6 vers le radiateur 13.
Ce deuxième mode de refroidissement permet par exemple de refroidir conjointement les batteries au niveau du premier échangeur de chaleur 5 et le moteur électrique au niveau du deuxième échangeur de chaleur 11. L’énergie calorifique des batteries et du moteur électrique est transférée en totalité vers le radiateur 13. La première boucle de climatisation A peut quant à elle être éteinte ou alors fonctionner aussi bien en mode pompe à chaleur ou en mode de climatisation indépendamment de la deuxième boucle de circulation B.
c) Mode de récupération de chaleur :
Le circuit de gestion thermique 1 peut également être configuré pour fonctionner selon un mode de récupération de chaleur illustré aux figures 2c, 4c et 6c.
Dans ce mode de récupération de chaleur, le dispositif de redirection X est configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie des premier 5 et deuxième 11 échangeurs de chaleur vers l’échangeur de chaleur bifluide 7 et empêcher la circulation du fluide caloporteur dans le radiateur 13.
Au sein de la boucle principale Bl, le fluide caloporteur mis en mouvement par la première pompe 3 circule dans le premier échangeur de chaleur 5 et est redirigé vers l’échangeur de chaleur bifluide 7. Au niveau du premier échangeur de chaleur 5, le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant par exemple les batteries.
Au sein de la boucle secondaire B2, le fluide caloporteur mis en mouvement pas la deuxième pompe 9 circule dans le deuxième échangeur de chaleur 11 et est redirigé vers l’échangeur de chaleur bifluide 7. Au niveau du deuxième échangeur de chaleur 11 le fluide caloporteur récupère de l’énergie calorifique en refroidissant par exemple le moteur électrique.
Au niveau de l’échangeur de chaleur bifluide 7, le fluide caloporteur issu à la fois du premier 5 et du deuxième 11 échangeur de chaleur cède de l’énergie calorifique à la première boucle de climatisation A.
En sortie de l’échangeur de chaleur bifluide 7, une partie du fluide caloporteur retourne dans la boucle secondaire B2 via la première branche de dérivation B3.
Selon la première variante du premier mode de réalisation illustrée à la figure 2c, cela est possible lorsque la deuxième vanne trois-voies 33 bloque la circulation du fluide caloporteur en provenance du deuxième échangeur de chaleur 11 vers le radiateur 13 et permet la circulation vers la boucle principale B1 via la troisième branche de dérivation B5. La première vanne trois-voies 32 permet quant à elle la circulation du fluide caloporteur en provenance du premier échangeur de chaleur 5 et de la troisième branche de dérivation B5 vers l’échangeur de chaleur bifluide 7.
Selon la deuxième variante du premier mode de réalisation illustré à la figure 4c, cela est possible lorsque la première vanne trois-voies 32 permet la circulation du fluide caloporteur en provenance du premier échangeur de chaleur 5 vers l’échangeur de chaleur bifluide 7 et bloque la circulation vers la troisième branche de dérivation B5. La deuxième vanne trois-voies 33 permet quant à elle la circulation du fluide caloporteur en provenance du deuxième échangeur de chaleur 11 vers la boucle principale B1 via la deuxième branche de dérivation B4 et bloque la circulation vers le radiateur 13.
Selon le deuxième mode de réalisation illustré à la figure 6c, cela est possible lorsque la première vanne d’arrêt 34a est ouverte pour permettre la circulation du fluide caloporteur en provenance du premier échangeur de chaleur 5 vers l’échangeur de chaleur bifluide 7. La troisième vanne d’arrêt 34c est quant à elle ouverte pour permettre la circulation du fluide réfrigérant dans la quatrième branche de dérivation B6. La deuxième vanne d’arrêt 34b est fermée pour empêcher la circulation du fluide caloporteur en provenance du deuxième échangeur de chaleur 11 vers le radiateur 13.
Ce mode de récupération de chaleur permet par exemple de refroidir conjointement les batteries au niveau du premier échangeur de chaleur 5 et le moteur électrique au niveau du deuxième échangeur de chaleur 11. L’énergie calorifique des batteries et du moteur électrique est transférée en totalité vers l’échangeur de chaleur bifluide 7 afin d’être transmise à la première boucle de climatisation A. La première boucle de climatisation A fonctionne quant à elle en mode pompe à chaleur afin d’utiliser l’énergie calorifique récupérée de la deuxième boucle de circulation B pour réchauffer l’habitacle.
Comme le montrent les figures 3 à 6c, la boucle principale B1 peut également comporter un dispositif de chauffage électrique 15 du fluide caloporteur. Ce dispositif de chauffage électrique 15, par exemple une résistance à coefficient de température positif, est disposé en amont du premier échangeur de chaleur 5, entre le premier échangeur de chaleur 5 et l’échangeur de chaleur 7. Dans l’exemple illustré aux figures 3 à 6c, le dispositif de chauffage électrique 15 est disposé entre le deuxième point de jonction 22 et le premier échangeur de chaleur 5. Ce dispositif de chauffage électrique 15 peut par exemple être utilisé afin de réchauffer le fluide caloporteur en amont du premier échangeur de chaleur 5 afin par exemple de permettre aux batteries d’atteindre leur température de fonctionnement optimale, notamment dans le cas d’une utilisation par temps froid.
Ainsi, on voit bien que de part son architecture particulière, le circuit de gestion thermique 1 permet un fonctionnement selon différents modes de fonctionnement, un découplage de la gestion thermique entre la boucle principale B1 et la boucle secondaire B2 de la deuxième boucle de circulation B. De plus ces différents modes de fonctionnement peuvent être mis en œuvre au moyen d’un nombre limité de vannes, que ce soit des vannes d’arrêt ou des vannes trois-voies, ce qui permet de limiter les coûts de production.

Claims (9)

1. Circuit de gestion thermique (1) pour véhicule hybride ou électrique, ledit circuit de gestion thermique (1) comportant une première boucle de climatisation inversible (A) dans laquelle circule un fluide réfrigérant et comportant un échangeur de chaleur bifluide (7) agencé conjointement sur une deuxième boucle de circulation (B) d’un fluide caloporteur, la deuxième boucle de circulation (B) d’un fluide caloporteur comprenant :
• une boucle principale (Bl) comportant une première pompe (3), un premier échangeur de chaleur (5) et l’échangeur de chaleur bifluide (7), et • une boucle secondaire (B2) comportant une deuxième pompe (9), un deuxième échangeur de chaleur (11) et un radiateur (13) destiné à être traversé par un flux d’air externe (100), la boucle principale (Bl) et la boucle secondaire (B2) étant connectées l’une à l’autre par :
• un dispositif de redirection (X) du fluide caloporteur de sorte que le fluide caloporteur en provenance du premier échangeur de chaleur (5) puisse circuler vers l’échangeur de chaleur bifluide (7) ou vers le radiateur (13) de la boucle secondaire (B2), et le fluide caloporteur en provenance du deuxième échangeur de chaleur (11) puisse circuler vers le radiateur (13) ou l’échangeur de chaleur bifluide (7) de la boucle principale (Bl), et • une première branche de dérivation (B3) reliant un premier point de jonction (21) disposé sur la boucle secondaire (B2) en aval du radiateur (13), entre ledit radiateur (13) et le deuxième échangeur de chaleur (11) et un deuxième point de jonction (22) disposé sur la branche principale (Bl) en aval de l’échangeur de chaleur bifluide (7), entre ledit échangeur de chaleur bifluide (7) et le premier échangeur de chaleur (5).
2. Circuit de gestion thermique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de redirection (X) comporte :
• une deuxième branche de dérivation (B4) reliant un troisième point de jonction (23) disposé sur la boucle principale (Bl) en aval du premier échangeur de chaleur (5), entre ledit premier échangeur de chaleur (5) et l’échangeur de chaleur bifluide (7), à un quatrième point de jonction (24) disposé sur la boucle secondaire (B2) en amont du radiateur (13), entre ledit radiateur (13) et le deuxième échangeur de chaleur (11), • une troisième branche de dérivation (B5) reliant un cinquième point de jonction (25) disposé sur la boucle secondaire (B2) en aval du deuxième échangeur de chaleur (11), entre ledit deuxième échangeur de chaleur (11) et le quatrième point de jonction (24), à un sixième point de jonction (26) disposé sur la boucle principale (Bl) en aval du premier échangeur de chaleur (5), entre ledit premier échangeur de chaleur (5) et le troisième point de jonction (23), et • une première (32) et une deuxième (33) vanne trois-voies.
3. Circuit de gestion thermique (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première vanne trois-voies (32) est disposée au niveau du troisième point de jonction (23) et que la deuxième vanne trois-voies (33) est disposée au niveau du cinquième point de jonction (25).
4. Circuit de gestion thermique (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première vanne trois-voies (32) est disposée au niveau du sixième point de jonction (26) et que la deuxième vanne trois-voies (33) est disposée au niveau du quatrième point de jonction (24).
5. Circuit de gestion thermique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de redirection (X) comporte :
• une quatrième branche de dérivation (B6) reliant un septième point de jonction (27) disposé sur la boucle principale (Bl) en aval du premier échangeur de chaleur (5), entre ledit premier échangeur de chaleur (5) et l’échangeur de chaleur bifluide (7), à un huitième point de jonction (28) disposé sur la boucle secondaire (B2) en amont du radiateur (13), entre ledit radiateur (13) et le deuxième échangeur de chaleur (11), • une première vanne d’arrêt (34a) disposée sur la boucle principale (Bl) en aval du septième point de jonction (27), entre ledit septième point de jonction (27) et le deuxième point de jonction (22), • une deuxième vanne d’arrêt (34b) disposée sur la boucle secondaire (B2) en aval du huitième point de jonction (28), entre ledit huitième point de jonction (28) et le premier point de jonction (21), • une troisième vanne d’arrêt (34c) disposée sur la quatrième branche de dérivation (B6).
6. Circuit de gestion thermique (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boucle principale (Bl) comporte un dispositif de chauffage électrique (15) du fluide caloporteur disposé en amont du premier échangeur de chaleur (5).
7. Circuit de gestion thermique (1) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il est configuré pour fonctionner selon un premier mode de refroidissement dans lequel le dispositif de redirection (X) est configuré pour découpler la boucle principale (Bl) de la boucle secondaire (B2) de sorte que le fluide caloporteur circule indépendamment dans ladite boucle principale (Bl) et dans ladite boucle secondaire (B2).
8. Circuit de gestion thermique (1) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il est configuré pour fonctionner selon un deuxième mode de refroidissement dans lequel le dispositif de redirection (X) est configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie des premier (5) et deuxième (11) échangeurs de chaleur vers le radiateur (13) et empêcher la circulation du fluide caloporteur dans l’échangeur de chaleur bifluide (7).
9. Circuit de gestion thermique (1) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en
5 ce qu’il est configuré pour fonctionner selon un mode de récupération de chaleur dans lequel le dispositif de redirection (X) est configuré pour rediriger le fluide caloporteur en sortie des premier (5) et deuxième (11) échangeurs de chaleur vers l’échangeur de chaleur bifluide (7) et empêcher la circulation du fluide caloporteur dans le radiateur (13).
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