Certains véhicules, de type hybride, comprennent une motorisation comportant un moteur d'entraînement thermique et une machine électrique permettant d'alterner des configurations de fonctionnement en modes thermique et électrique.

La machine électrique est alimentée par un module de batteries. Le bon fonctionnement de ces batteries dépend de la température de l'air environnant le module notamment de la température ambiante à l'extérieur du véhicule.

On a donc proposé dans l'état de la technique un dispositif de régulation thermique d'un module de batteries pour véhicule automobile, du type comprenant des moyens de mise en circulation d'un flux d'air à travers le module de batteries.

Habituellement, l'air circulant à travers le module de batteries provient de l'habitacle du véhicule.

En saison froide, lorsque par exemple la température des batteries est voisine de-18 °C, les réactions chimiques dans les batteries sont inhibées ce qui empche ces dernières de délivrer la puissance électrique nécessaire au bon fonctionnement de la machine électrique. Il convient donc de faire démarrer le moteur thermique de façon à élever la température des batteries jusqu'à environ 5'C. Une fois cette température atteinte, les batteries sont en mesure de délivrer la puissance nécessaire électrique au bon fonctionnement de la motorisation.

Toutefois, lorsque la température des batteries est inférieure à-18 °C, le démarrage du véhicule, mme par l'intermédiaire du moteur thermique, n'est pas envisageable car les batteries ne sont pas en mesure de délivrer la puissance électrique nécessaire pour alimenter les moyens de pilotage de la boîte de vitesses électrique équipant généralement le véhicule hybride.

En saison chaude, le flux d'air provenant de l'habitacle, relativement froid, circule à travers le module de batteries en permettant ainsi de limiter la température de ces batteries à environ 55 °C.

Lorsque la température des batteries est supérieure à 55°C leur sollicitation doit tre réduite pour ne pas affecter leur durée de vie.

L'invention a pour but d'optimiser le fonctionnement et la durée de vie du module de batteries.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de régulation thermique, du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte, formant des moyens de

guidage du flux d'air, dans laquelle sont logés le module de batteries et des moyens de régulation thermique du flux d'air comprenant un échangeur thermique liquide caloporteur/air, le liquide caloporteur comprenant de l'eau.

Suivant des caractéristiques de différents modes de réalisation de ce dispositif de régulation thermique : - l'échangeur thermique liquide caloporteur/air est raccordé à un circuit de liquide caloporteur muni de moyens de chauffage de ce liquide caloporteur ; - un ventilateur d'entraînement du flux d'air à travers l'échangeur thermique liquide caloporteur/air est logé dans l'enceinte ; le dispositif comprend des moyens d'inversion du sens de circulation du flux d'air ; - les moyens d'inversion du sens de circulation du flux d'air sont formés par le ventilateur qui est réversible ; - le dispositif comprend des capteurs de température disposés en amont et en aval du module de batteries destinés à la comparaison des valeurs de la température de l'air aux extrémités amont et aval de ce module de batteries ; - les moyens de régulation thermique du flux d'air comprennent des moyens de chauffage, par exemple des moyens électriques de chauffage par effet Joule ; - les moyens de chauffage comprennent une thermistance, notamment de type CTP (Coefficient de Température Positif) ; - l'enceinte est fermée de façon étanche à l'air, le flux d'air circulant en circuit fermé à l'intérieur de l'enceinte ; - le dispositif comprend des moyens de régulation de la pression de l'air circulant dans l'enceinte. ; - les moyens de régulation de pression comprennent des moyens de compensation de pression pilotés par un capteur de pression logé dans l'enceinte ; - des moyens d'absorption d'hydrogène dégagé par le module de batteries sont logés dans l'enceinte ; - l'enceinte est raccordée à des moyens de mise en circulation d'air provenant de l'extérieur de l'enceinte, l'air du flux guidé dans l'enceinte provenant de l'extérieur de l'enceinte

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de régulation thermique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de régulation thermique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique d'un dispositif de régulation thermique selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; les figures 4 et 5 sont des vues schématiques d'un dispositif de régulation thermique selon des quatrième et cinquième modes de réalisation respectivement.

On a représenté sur la figure 1 un dispositif de régulation thermique, selon un premier mode de réalisation de l'invention, désigné par la référence générale 10.

Ce dispositif 10 est destiné à réguler la température d'un module classique 12 de batteries pour véhicule automobile, notamment de type hybride comprenant une motorisation comportant un moteur d'entraînement thermique et une machine électrique permettant d'alterner des configurations de fonctionnement en modes thermique et électrique.

Le module 12 comprend en général plusieurs éléments formant batterie mais pourrait le cas échéant n'en comprendre qu'un seul.

Le dispositif 10 comprend une enceinte 14 qui, dans ce premier mode de réalisation de l'invention, est fermée de façon étanche à l'air.

Le module 12 de batteries est logé dans l'enceinte 14. Cette dernière forme des moyens de guidage pour un flux d'air circulant en circuit fermé à l'intérieur de l'enceinte 14. Le flux d'air est schématisé par des flèches F sur la figure 1. On notera que le flux d'air F circule à travers le module 12 de batteries de façon à réguler sa température.

La température de l'air du flux F est réglée à l'aide de moyens 16 de régulation thermique du flux d'air logés à l'intérieur de l'enceinte 14.

Les moyens de régulation thermique 16 comprennent un échangeur thermique 18 liquide caloporteur/air. Cet échangeur thermique 18 est raccordé à un circuit de liquide caloporteur dont on a représenté des branches amont 20 et aval 22 raccordées à l'échangeur thermique 18. Le liquide caloporteur est de type classique et comprend, par exemple, de l'eau qui, le cas échéant, est mélangée à un antigel.

Un ventilateur classique 24, logé dans l'enceinte 14, est destiné à entraîner le flux d'air F à travers l'échangeur thermique 18.

De préférence, les moyens de régulation thermique 16 comprennent également des moyens de chauffage 26, par exemple des moyens électriques destinés à chauffer le flux d'air par effet Joule. Ces moyens électriques de chauffage 26 comprennent, par exemple, une thermistance classique, notamment de type CTP (Coefficient de Température Positif), utilisée dans une plage de fonctionnement telle que la puissance délivrée par la thermistance diminue lorsque la température augmente. De préférence, la puissance fournit par les moyens électriques de chauffage 26 est de l'ordre de 1 kW.

On notera qu'une thermistance de type CTP, fournissant une puissance électrique de 1 kW, permet de réchauffer efficacement le module de batteries par circulation du flux d'air et en atteignant le coeur des batteries.

Une paroi 28, séparant le module 12 de batteries des moyens 16 de régulation thermique, participe à la canalisation du flux d'air F à travers ce module 12 et ces moyens de régulation thermique 16.

On notera que l'enceinte 14, dans laquelle le flux d'air circule en circuit fermé et dans laquelle sont logés l'échangeur thermique 18, le ventilateur 24 et la thermistance, forme un ensemble autonome permettant d'optimiser la température de fonctionnement du module de batteries et donc la consommation et l'efficacité de la chaîne de traction du véhicule. Cette optimisation est obtenue par des moyens peu encombrants facilement intégrables dans un véhicule classique par simple raccordement à des entrée et sortie supplémentaires d'un circuit de liquide caloporteur existant de ce véhicule.

De préférence, des moyens de régulation de la pression de l'air circulant dans l'enceinte 14 sont logés dans cette dernière.

Les moyens de régulation de pression comprennent, par exemple, des moyens classiques 30 de compensation de pression pilotés par un capteur 32 de pression.

Le module 12 de batteries étant généralement susceptible de dégager de l'hydrogène, des moyens classiques 34 d'absorption d'hydrogène sont logés dans l'enceinte 14.

On décrira ci-dessous les principaux aspects du fonctionnement du dispositif de régulation thermique 10 liés à l'invention.

En saison froide, lorsque la température des batteries est voisine de-18°C, le module 12 de batteries est réchauffé à l'aide des moyens de chauffage 26. L'air, contenu dans l'enceinte 14, est entraîné par le ventilateur 24 à travers les moyens électriques de chauffage 26. Le flux d'air chauffé traverse le module 12 de batteries de façon à élever la température de ces batteries jusqu'à environ 5°C.

Le flux d'air chauffé par les moyens de chauffage 26 permet aux batteries du module 12 d'atteindre rapidement une température pour laquelle elles sont susceptibles de délivrer une puissance électrique suffisante permettant une activation de la motorisation hybride ou électrique pure sans contrainte indésirable sur les batteries.

Le cas échéant, l'échangeur thermique 18 liquide caloporteur/air peut participer au chauffage du flux d'air. A cet effet, des moyens classiques 36 de chauffage du liquide caloporteur sont agencés dans la branche amont 20 du circuit de liquide caloporteur. Ces moyens 36 de chauffage peuvent tre disposés à l'extérieur ou à l'intérieur de l'enceinte 14.

Les moyens 36 de chauffage du liquide caloporteur peuvent tre utilisés en combinaison avec les moyens 26 de chauffage de l'air ou bien peuvent remplacer ces moyens de chauffage 26.

En saison chaude, le flux d'air F, traversant l'échangeur thermique 18, permet de refroidir le module 12 de batteries de façon à maintenir la température de ce module 12 en-dessous d'un seuil garantissant une durée de vie optimale des batteries. Ce seuil est par exemple d'environ 45°C. Le refroidissement du flux d'air F est réalisé par transfert, via l'échangeur 18, de frigories provenant du liquide caloporteur, relativement froid, vers le flux d'air F circulant dans l'enceinte 14.

On a représenté sur la figure 2 un dispositif de régulation thermique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux de la figure 1 sont désignés par des références identiques.

Dans ce cas, l'enceinte 14 est raccordée à des moyens de mise en circulation d'air provenant de l'habitacle ou de l'extérieur du véhicule. Ainsi, l'air du flux F guidé dans l'enceinte 14 provient de l'extérieur de l'enceinte 14.

Les moyens de mise en circulation de l'air extérieur à l'enceinte 14 comprennent notamment une première ouverture 38, ménagée à travers la paroi de l'enceinte, formant une entrée d'air provenant de l'extérieur de l'enceinte 14, et une seconde ouverture 40, ménagée à travers la paroi de l'enceinte 14, formant une sortie d'air vers l'extérieur de l'enceinte 14.

Les entrée 38 et sortie 40 d'air sont disposées respectivement en amont de l'échangeur thermique 18 et en aval du module 12 de batteries en considérant le sens de circulation du flux F.

Dans le deuxième mode de réalisation de l'invention, il n'y a pas de risque de surpression de l'air ni d'accumulation d'hydrogène dans l'enceinte 14 si bien que les moyens de régulation de pression 30,32 et d'absorption d'hydrogène 34 ne sont pas nécessaires.

On a représenté sur la figure 3 un dispositif de régulation thermique selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques.

Ce troisième mode de réalisation est similaire pour l'essentiel au premier mode de réalisation de l'invention. Toutefois, dans ce cas, des capteurs de température 42,44 sont disposés, dans l'enceinte 14, en amont et en aval du module 12 de batteries en considérant la direction du flux d'air traversant ce module 12. Ces capteurs 42,44 sont destinés à permettre la comparaison des valeurs de la température de l'air aux extrémités amont et aval de ce module 12 de batteries. En effet, l'écart de température entre les extrémités amont et aval du module 12 de batteries influence défavorablement la durée de vie des batteries.

Afin de limiter cet écart de température, le dispositif de régulation thermique comprend des moyens d'inversion du sens de circulation, à travers le module 12 de batteries, du fluide de régulation de la température de ce module 12. Dans ce cas particulier le fluide de régulation est le flux d'air.

Dans l'exemple représenté sur la figure 3, les moyens d'inversion du sens de circulation du flux d'air sont formés par le ventilateur 24 qui est réversible de façon à pouvoir entraîner le flux d'air dans deux sens opposés.

Le ventilateur 24 est piloté en fonction des valeurs des températures relevées par les capteurs 42,44. Ainsi, par exemple, le ventilateur 24 est piloté de façon à diriger le flux d'air de l'extrémité la plus chaude du module 12 de batteries vers l'extrémité la plus froide de ce module 12. Lorsque les extrémités chaude et froide du module 12 s'inversent le sens d'entraînement du flux d'air est inversé par changement du sens de rotation du ventilateur 24.

On a représenté sur les figures 4 et 5 un dispositif de régulation thermique selon des quatrième et cinquième modes de réalisation. Sur ces figures, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques.

Dans le quatrième mode de réalisation représenté sur la figure 4, l'air du flux F guidé dans l'enceinte 14 provient de l'extérieur de l'enceinte 14 comme dans le deuxième mode de réalisation.

Comme dans le troisième mode de réalisation, le ventilateur 24 est réversible de façon à pouvoir entraîner le flux d'air dans deux sens opposés à travers le module 12 de batteries.

Le cinquième mode de réalisation représenté sur la figure 5 diffère du quatrième mode de réalisation en ce que l'air, formant fluide de régulation de la température du module 12 de batteries, est remplacé par un liquide caloporteur.

Dans ce cas, une vanne quatre voies 46, disposée par exemple à l'extérieur de l'enceinte 14, permet d'inverser le sens de circulation du liquide de régulation de la température à travers le module 12 de batteries.

Parmi les avantages de l'invention, on notera que celle-ci permet d'optimiser le fonctionnement et la durée de vie du module 12 de batteries.

En effet, en saison froide, le flux d'air chauffé, circulant à travers le module 12 de batteries permet d'élever rapidement la température de ces batteries jusqu'à une valeur permettant un bon fonctionnement de la machine électrique. Par rapport à l'état de la technique, la durée de montée en température des batteries (par exemple de-18°C à +5°C) peut tre réduite d'environ 40%.

En saison chaude, le flux d'air F, refroidi par l'échangeur thermique 18, permet de réduire si nécessaire la température du module 12 de batteries de façon à la stabiliser à une valeur garantissant une durée de vie relativement longue des batteries.

L'invention permet donc de satisfaire les besoins électriques d'un véhicule automobile pour une température ambiante à l'extérieur du véhicule comprise dans un intervalle plus important que celui permis par un module de batteries ne bénéficiant pas de l'invention.

On notera que la structure de l'enceinte est relativement indépendante de celle du module de batteries ce qui favorise la standardisation.

Dans le cas du premier mode de réalisation de l'invention, l'enceinte 14 est isolée de l'habitacle si bien que la régulation thermique du module 12 de batteries est relativement indépendante de la température de l'habitacle. Par ailleurs, l'enceinte 14 n'étant pas raccordée à des moyens de mise en circulation d'air provenant de l'habitacle, le dispositif 10 peut tre plus facilement standardisé pour s'adapter facilement à différents modèles de véhicule.

L'utilisation d'un échangeur thermique 18 liquide caloporteur/air pour refroidir le module 12 de batteries présente des avantages.

Le circuit de liquide caloporteur, auquel est raccordé l'échangeur thermique 18, peut le cas échéant tre couplé thermiquement à une pompe à chaleur, par exemple déjà prévue dans le véhicule pour la climatisation de l'habitacle, utilisant un fluide caloporteur tel que du Fréon ou du dioxyde de carbone C02.

Le circuit de liquide caloporteur forme dans ce cas un circuit intermédiaire entre un premier emplacement du véhicule, par exemple un compartiment moteur avant, dans lequel est logée la pompe à chaleur, et un second emplacement de ce véhicule, par exemple un compartiment arrière, dans lequel est logé l'enceinte 14 du dispositif de régulation thermique du module 12 de batteries.

II est en effet moins contraignant d'agencer, à l'arrière du véhicule, le circuit de liquide caloporteur, qui est généralement un mélange à base d'eau, plutôt que le circuit de fluide caloporteur de pompe à chaleur, qui relève d'une technologie plus complexe et plus coûteuse.

L'utilisation du circuit intermédiaire de liquide caloporteur entre la pompe à chaleur éventuelle et l'enceinte 14 contenant l'échangeur thermique 18 liquide caloporteur/air évite d'avoir à redimensionner de façon conséquente, d'une part, la pompe à chaleur pour tenir compte des besoins de régulation thermique du module 12 de batteries, et d'autre part, la boîte de dégazage éventuelle associée à la pompe à chaleur.