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Title:
ELECTRICAL CONNECTION DEVICE FOR VEHICLE COOLED BY A HEAT TRANSFER FLUID CIRCUIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/043337
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a circuit (1002) for a heat transfer fluid (750) of a vehicle comprising a cooling loop (800) comprising: - a pump (250) intended to make the heat transfer fluid (750) flow in the circuit (1002), - a radiator (350) intended to be exposed to an air flow (E), - a heat exchanger (900), characterised in that the heat exchanger (900) is dedicated to cooling an electrical connection device (10) intended to charge a traction battery of the vehicle.

Inventors:
JOVET, Bastien (ZA l'Agiot,8 rue Louis Lormand,,CS 80517 La Verrièr, Le Mesnil Saint Denis Cedex, 78322, FR)
CHARBONNELLE, François (ZA l'Agiot,8 rue Louis Lormand, CS 80517 La Verrière LE MESNIL SAINT DENIS CEDEX, 78322, FR)
BRIEND, Maël (ZA l'Agiot,8 rue Louis Lormand,,CS 80517 La Verrièr, Le Mesnil Saint Denis Cedex, 78322, FR)
JOUANNY, Philippe (ZA l'Agiot,8 rue Louis Lormand, CS 80517 La Verrière Le Mesnil Saint Denis Cedex, 78322, FR)
SAAB, Samer (ZA l'Agiot8 rue Louis Lormand, CS 80517 La Verrière Le Mesnil Saint-denis Cedex, 78322, FR)
DROULEZ, Eric (ZA l'Agiot,8 rue Louis Lormand,,CS 80517 La Verrièr, Le Mesnil Saint Denis Cedex, 78322, FR)
MARTINS, Carlos (ZA l'Agiot,8 rue Louis Lormand, CS 80517 La Verrière Le Mesnil Saint Denis Cedex, 78322, FR)
Application Number:
FR2018/052122
Publication Date:
March 07, 2019
Filing Date:
August 29, 2018
Export Citation:
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Assignee:
VALEO SYSTEMES THERMIQUES (ZA l'Agiot, 8 rue Louis Lorman, CS 80517 La Verriere Le Mesnil Saint Denis Cedex, 78322, FR)
International Classes:
B60L11/18
Domestic Patent References:
WO2016054068A12016-04-07
Foreign References:
EP0823767A11998-02-11
DE102010050562B32012-04-05
US20150217654A12015-08-06
US20160221458A12016-08-04
US20160361990A12016-12-15
EP2392486A22011-12-07
EP0823767A11998-02-11
Attorney, Agent or Firm:
TRAN, Chi-Hai (Valeo Systemes Thermiques, ZA l'Agiot 8 rue Louis Lorman, CS 80517 La Verrière Le Mesnil Saint Denis Cedex, 78322, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Circuit (1002, 1003, 1004) d'un fluide caloporteur (750) de véhicule (2) comprenant une boucle de refroidissement (800) comportant :

- une pompe (250) destinée à mettre en circulation le fluide caloporteur (750) dans le circuit (1002, 1003, 1004),

- un radiateur (350) destiné à être exposé à un flux d'air (E),

- un échangeur de chaleur (100, 900),

caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (900) est dédié au refroidissement d'un dispositif de connexion électrique (10) destiné à une charge d'une batterie (3) de traction du véhicule (2). 2. Circuit de fluide caloporteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième échangeur de chaleur (100) destiné à un refroidissement d'une batterie (3) du véhicule (2).

3. Circuit de fluide caloporteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une branche parallèle (835) sur laquelle est disposé un des deux échangeurs de chaleur (100, 900) de manière à ce que les deux échangeurs de chaleur (100, 900) soient disposés en parallèle l'un par rapport à l'autre.

4. Circuit (1005, 1006, 1007, 1008, 1009) de refroidissement d'un dispositif de connexion électrique (10) destiné à la charge d'une batterie (3) de véhicule (2), comprenant une première boucle, dite boucle de refroidissement (800), dans laquelle un fluide caloporteur (750) est destiné à circuler et une deuxième boucle (805) dans laquelle un fluide réfrigérant (700) est destiné à circuler, la deuxième boucle (805) comprenant :

- un compresseur (200) destiné à élever une pression du fluide réfrigérant (700),

- un condenseur (300, 301), situé en aval du compresseur (200) selon un sens de circulation du fluide réfrigérant (700) dans la deuxième boucle (805),

- au moins un organe de détente (401, 402, 403, 404, 405) destiné à abaisser la pression du fluide réfrigérant (700),

le circuit (1005, 1006, 1007, 1008, 1009) comprenant un refroidisseur (650) destiné à opérer un transfert thermique entre le fluide caloporteur (750) de la première boucle (800) et le fluide réfrigérant (700) de la deuxième boucle (805),

caractérisé en ce que la boucle de refroidissement (800) comprend un échangeur de chaleur, appelé élément de traitement thermique (900), dédié au refroidissement du dispositif de connexion électrique (10).

5. Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce que la boucle de refroidissement (800) comprend un deuxième échangeur de chaleur (100) destiné à un refroidissement d'une batterie (3) du véhicule (2).

6. Circuit selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément de traitement thermique (900) dédié au refroidissement du dispositif de connexion électrique (10) est disposé en série du deuxième échangeur de chaleur (100).

7. Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que la boucle de refroidissement (800) comprend une branche parallèle (850) sur laquelle le deuxième échangeur de chaleur (100) est disposé.

8. Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que la boucle de refroidissement (800) comprend une branche parallèle (850) sur laquelle l'élément de traitement thermique (900) est disposé.

9. Circuit selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la boucle de refroidissement (800) comprend un radiateur (350).

10. Circuit selon la revendication précédente, caractérisé en ce que sur la deuxième boucle (805), le refroidisseur (650) est disposé sur une branche, dite branche de refroidisseur (802), parallèle d'une branche, dite branche de climatisation (804), supportant un évaporateur (600).

Description:
DISPOSITIF DE CONNEXION ELECTRIQUE POUR VEHICULE REFROIDI PAR UN

CIRCUIT DE FLUIDE CALOPORTEUR

La présente invention se rapporte au domaine de la charge de batteries de véhicule automobile, et notamment des batteries de traction pour les véhicules automobiles de type hybride ou électrique. Par batteries de traction, il est entendu tout dispositif de stockage d'énergie permettant de générer une force motrice du véhicule automobile. L'invention a pour objet le circuit de refroidissement destiné au refroidissement d'un dispositif de connexion électrique, situé sur le véhicule, permettant la charge de telles batteries.

La charge d'une batterie de traction peut se faire par branchement électrique. Une première façon de charger la batterie, appelée de charge rapide, est mise en œuvre par des bornes dédiées, qui sont configurées pour délivrer du courant continu par exemple. Pour cela, un cordon de charge relié à la borne est équipé d'une fiche de type pistolet à brancher sur le dispositif de connexion du véhicule, tel que la prise de charge. Par exemple en délivrant un courant continu pouvant atteindre 400 Ampères, ce type de borne permet de charger complètement la batterie de traction entre 20 et 30 minutes. Généralement, une telle borne de charge rapide est agencée pour délivrer 350 kilowatts.

Une deuxième façon de charger la batterie, dite de charge normale, est mise en œuvre par un branchement sur une prise de réseau électrique domestique. Pour cela, un cordon de charge comprenant à sa première extrémité une fiche de type secteur et à sa seconde extrémité une fiche de type pistolet, est destiné à être branché sur le dispositif de connexion du véhicule, tel que la prise de charge. Le cordon de charge comprend aussi un boîtier de transformation situé entre les deux extrémités. Ce type de charge, nécessite généralement 8h à 12h de branchement pour une charge complète de la batterie de traction.

Une troisième façon de charger la batterie, dite de récupération, est mise en œuvre lors des phases de freinage et de décélération. En effet, lors d'une phase de freinage ou de décélération, les roues du véhicule automobile entraînent le moteur électrique du véhicule automobile selon un sens de rotation permettant de créer un courant électrique, dit de récupération, utilisé pour la charge de la batterie de traction.

Un inconvénient bien connu de la charge, qu'elle soit de type charge rapide, charge normale, est que la connexion entre la source électrique et la batterie à charger du véhicule dégage une puissance thermique importante. Or, échauffement de ces éléments provoque une réduction de la puissance électrique transmise à la batterie, notamment lorsqu'une température seuil est atteinte. Ainsi, lorsque échauffement atteint cette température seuil, la durée de charge de la batterie se trouve allongée par rapport aux valeurs théoriques basées exclusivement sur le transfert de la puissance électrique. Or, compte tenu des besoins du marché, cet allongement de la durée de charge représente un inconvénient à surmonter, en particulier dans le cas de la charge rapide.

Pour cela, l'art antérieur propose des solutions pour refroidir la borne de charge et/ou le cordon de charge. Par exemple, le document EP0823767 se propose de fournir un cordon de charge comprenant un canal de fluide de refroidissement alimenté en fluide de refroidissement provenant de la borne de charge. Toutefois, l'art antérieur ne semble pas proposer de solution visant à refroidir la prise de charge située sur le véhicule et/ou la connectique reliant la prise de charge située sur le véhicule et la batterie à charger.

Dans ce contexte la présente invention a pour objet un circuit d'un fluide caloporteur de véhicule comprenant une boucle de refroidissement comportant :

- une pompe destinée à mettre en circulation le fluide caloporteur dans le circuit,

- un radiateur destiné à être exposé à un flux d'air,

- un échangeur de chaleur,

caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur est dédié au refroidissement d'un dispositif de connexion électrique destiné à une charge d'une batterie de traction du véhicule. L'échangeur de chaleur dédié au refroidissement du dispositif de connexion électrique permet le refroidissement de la connexion entre une source électrique et la batterie à charger du véhicule. Plus précisément, ce refroidissement permet de rester en dessous de la température seuil, évitant ainsi d'endommager des composants du dispositif de connexion qui entourent les conducteurs électriques. In fine, l'invention assure une amélioration du transfert de la puissance électrique vers la batterie et par conséquent une diminution du temps de charge.

L'invention apporte ainsi une solution respectant les besoins du marché en proposant un échangeur de chaleur visant à refroidir par exemple la prise de charge située sur le véhicule et/ou la connectique située sur le véhicule reliant une source électrique et la batterie à charger.

Le refroidissement du fluide caloporteur dans ce circuit est réalisé à l'aide du radiateur. De préférence, le radiateur est exposé à un flux d'air extérieur.

De plus, un tel circuit offre la possibilité de pouvoir être installé sur un véhicule ne comprenant pas de circuit de fluide réfrigérant. Selon une ou plusieurs caractéristique(s) de l'invention pouvant être prise(s) seule(s) ou en combinaison, on pourra prévoir que :

- Le radiateur est disposé en aval de l'échangeur de chaleur et en amont de la pompe, selon un sens de circulation du fluide caloporteur dans ce circuit. Si plusieurs échangeurs de chaleur sont présents sur le circuit, le radiateur est situé en aval de tous ces échangeurs de chaleur et en amont de la pompe.

- Le radiateur est destiné à être installé en face avant du véhicule. Ainsi le radiateur est exposé à un flux d'air extérieur.

- Le circuit de fluide caloporteur comprend un deuxième échangeur de chaleur destiné à un refroidissement d'une batterie du véhicule. En d'autres termes, la boucle de refroidissement comprend deux échangeurs de chaleur.

- Le deuxième échangeur de chaleur est disposé en série de l'échangeur de chaleur dédié au refroidissement du dispositif de connexion électrique, dit premier échangeur de chaleur.

- Le deuxième échangeur de chaleur est disposé en amont de l'échangeur de chaleur dédié au refroidissement du dispositif de connexion électrique, selon un sens de circulation du fluide caloporteur dans le circuit.

- Le circuit de fluide caloporteur comprend une branche parallèle sur laquelle est disposé un des deux échangeurs de chaleur de manière à ce que les deux échangeurs de chaleur soient disposés en parallèle l'un par rapport à l'autre. - La branche parallèle supporte l'échangeur de chaleur dédié au refroidissement du dispositif de connexion électrique, dit premier échangeur de chaleur.

- Le circuit de fluide caloporteur comprend une restriction de manière à équilibrer les débits entre des branches du circuit supportant chacune un des échangeurs de chaleur. De préférence, cette restriction est située sur la branche parallèle et en amont de l'échangeur de chaleur qu'elle supporte, l'amont étant entendu selon le sens de circulation du fluide caloporteur dans ce circuit.

L'invention a également pour objet un circuit de refroidissement d'un dispositif de connexion électrique destiné à la charge d'une batterie de véhicule, comprenant une première boucle, dite boucle de refroidissement, dans laquelle un fluide caloporteur est destiné à circuler et une deuxième boucle dans laquelle un fluide réfrigérant est destiné à circuler, la deuxième boucle comprenant : - un compresseur destiné à élever une pression du fluide réfrigérant,

- un condenseur, situé en aval du compresseur selon un sens de circulation du fluide réfrigérant dans la deuxième boucle,

- au moins un organe de détente destiné à abaisser la pression du fluide réfrigérant, le circuit comprenant un refroidisseur destiné à opérer un transfert thermique entre le fluide caloporteur de la première boucle et le fluide réfrigérant de la deuxième boucle,

caractérisé en ce que la boucle de refroidissement comprend un échangeur de chaleur, appelé élément de traitement thermique, dédié au refroidissement du dispositif de connexion électrique.

L'échangeur de chaleur dédié au refroidissement du dispositif de connexion électrique permet le refroidissement de la connexion entre une source électrique et la batterie à charger du véhicule. Plus précisément, ce refroidissement permet de rester en dessous de la température seuil, évitant ainsi d'endommager des composants du dispositif de connexion qui entourent les conducteurs électriques. In fine, l'invention assure une amélioration du transfert de la puissance électrique vers la batterie et par conséquent une diminution du temps de charge. L'invention apporte ainsi une solution respectant les besoins du marché en proposant un échangeur de chaleur visant à refroidir par exemple la prise de charge située sur le véhicule et/ou la connectique située sur le véhicule reliant une source électrique et la batterie à charger.

On comprend que, dans ce circuit, le refroidisseur forme une interface entre la boucle de refroidissement et la deuxième boucle et que la boucle de refroidissement est agencée de manière à coopérer avec la boucle de fluide réfrigérant. Il est à noter que les différents fluides circulant dans le refroidisseur ne se mélangent pas et que l'échange de chaleur entre ces deux fluides se fait par conduction. Un tel circuit permet de refroidir le dispositif de connexion à l'aide de l'échangeur de chaleur qui lui est dédié.

Selon une ou plusieurs caractéristique(s) pouvant être prise(s) seule(s) ou en combinaison, on pourra prévoir que :

- L'au moins un organe de détente est situé en aval du condenseur, selon un sens de circulation du fluide réfrigérant dans la deuxième boucle.

- Sur la deuxième boucle, le refroidisseur est situé en aval d'un organe de détente, appelé deuxième organe de détente. Ainsi, on s'assure que le fluide réfrigérant est à l'état liquide et à basse température avant son entrée dans le refroidisseur, ce qui permet d'améliorer le transfert de calories et de refroidir le fluide caloporteur de la boucle de refroidissement. - Sur la deuxième boucle, le refroidisseur est disposé en aval du condenseur et en amont du compresseur, selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. Ainsi, en sortie du condenseur puis de l'organe de détente, on s'assure que le fluide réfrigérant est à l'état liquide et à basse température, ce qui permet d'améliorer le transfert de calories et de refroidir le fluide caloporteur de la boucle de refroidissement.

- La deuxième boucle comprend une vanne de contrôle du débit située entre le condenseur et le refroidisseur. Une telle vanne de contrôle du débit permet sélectivement d'autoriser ou interdire la circulation du fluide réfrigérant vers le refroidisseur, ce qui a pour conséquence, respectivement, d'autoriser ou d'interdire le refroidissement du dispositif de connexion électrique.

- Un organe de détente, appelé deuxième organe de détente, est situé entre la vanne de contrôle du débit et le refroidisseur. Un tel organe de détente permet d'abaisser la pression du fluide réfrigérant ce qui a pour conséquence d'abaisser sa température. Ainsi, le fluide réfrigérant circulant dans le refroidisseur est à basse température. - La deuxième boucle comprend un évaporateur. En équipant un tel circuit d'un évaporateur, celui-ci permet d'une part de chauffer et/ou de climatiser un habitacle de véhicule automobile et d'autre part de refroidir le dispositif de connexion à l'aide de l'échangeur de chaleur qui lui est dédié.

- L' évaporateur est situé en aval d'un organe de détente, appelé troisième organe de détente.

- L'élément de traitement thermique est agencé pour réaliser un échange thermique entre le fluide caloporteur et le dispositif de connexion électrique.

Il est à noter qu'un fluide caloporteur est défini comme un fluide autorisant un transport de calories d'un point à un autre. Autrement dit, un fluide caloporteur est un fluide qui est apte à emmagasiner et à céder ses calories. A titre d'exemple, il s'agit d'eau additionnée de glycol. À la différence des fluides réfrigérants, les fluides caloporteurs ne sont pas choisis pour leurs changements d'état, mais pour leur température d'ébullition élevée démontrant leur capacité à transporter des calories.

En effet, un fluide caloporteur est notamment choisi en fonction de ses propriétés physico- chimiques, telles que la viscosité, la capacité thermique volumique et sa température d'ébullition élevée pour éviter ses changements d'état. Au contraire un fluide réfrigérant, sera choisi pour sa température de passage de l'état liquide à l'état gazeux, la quantité d'énergie nécessaire pour provoquer ce changement d'état et la différence de température provoquée par ce changement d'état. À titre d'exemple, un tel fluide réfrigérant est connu sous l'acronyme R-134A, 1234YF ou encore R744. - L'élément de traitement thermique est destiné à être situé au plus près du dispositif de connexion électrique. Par les termes « au plus près », il est entendu que L'élément de traitement thermique est situé à une distance suffisamment proche, ou au contact, du dispositif de connexion électrique pour réaliser l'échange de chaleur.

- Le dispositif de connexion électrique comprend au moins un conducteur électrique destiné à assurer une liaison électrique vers la batterie.

- Le dispositif de connexion électrique comprend une prise de charge présentant au moins un terminal électrique en contact électrique avec l'au moins un conducteur électrique.

- Le dispositif de connexion électrique comprend un câble de charge s 'étendant à partir de la prise de charge et jusqu'à la batterie et comprenant l'au moins un conducteur électrique. - La batterie est une batterie de traction du véhicule.

- Le fluide caloporteur est destiné à être refroidi par la deuxième boucle, c'est-à-dire par une boucle de fluide réfrigérant. Plus particulièrement, le fluide caloporteur est destiné à être refroidi à l'aide du refroidisseur disposé entre un condenseur et un compresseur de la deuxième boucle. - La boucle de refroidissement comprend un deuxième échangeur de chaleur destiné à un refroidissement d'une batterie du véhicule. En d'autres termes, la boucle de refroidissement comprend deux échangeurs de chaleur.

- L'élément de traitement thermique dédié au refroidissement du dispositif de connexion électrique est disposé en série du deuxième échangeur de chaleur. On comprend alors que le dispositif de connexion est nécessairement refroidi lors du refroidissement de la batterie et inversement. Cette réalisation présente l'avantage de ne pas ajouter de vanne de contrôle du débit pour le refroidissement de la batterie par rapport au refroidissement du dispositif de connexion électrique.

- L'élément de traitement thermique est disposé en aval du deuxième échangeur de chaleur, selon un sens de circulation du fluide caloporteur dans la boucle de refroidissement. Ainsi, le fluide caloporteur refroidit d'abord la batterie puis le dispositif de connexion. - La boucle de refroidissement comprend une branche parallèle sur laquelle le deuxième échangeur de chaleur est disposé. En d'autres termes, les deux échangeurs de chaleur sont disposés en parallèle. Cette réalisation du circuit permet de pouvoir alimenter sélectivement l'élément de traitement thermique, c'est-à-dire le premier échangeur de chaleur, ou le deuxième échangeur de chaleur, notamment lorsqu'au moins une vanne de contrôle du débit est prévue sur la branche parallèle.

- La boucle de refroidissement comprend une branche parallèle sur laquelle l'élément de traitement thermique est disposé. En d'autres termes, les deux échangeurs de chaleur sont disposés en parallèle. Cette réalisation du circuit permet de pouvoir alimenter sélectivement l'élément de traitement thermique, c'est-à-dire le premier échangeur de chaleur, ou le deuxième échangeur de chaleur, notamment lorsqu'au moins une vanne de contrôle du débit est prévue sur la branche parallèle.

Il est à noter qu'une telle branche de dérivation présente l'avantage de pouvoir s'adapter sur des circuits de refroidissement de batterie déjà existant. Ainsi, la fabrication d'un tel circuit se trouve facilitée.

- La boucle de refroidissement comprend un radiateur. La présence de ce radiateur permet d'améliorer le refroidissement du fluide caloporteur et donc d'améliorer le refroidissement du dispositif de connexion.

- Le radiateur est destiné à être installé en face avant du véhicule. Ainsi le radiateur est exposé à un flux d'air extérieur.

- Le radiateur est disposé en parallèle du refroidis seur. Autrement dit, le radiateur est situé sur un canal supplémentaire s' étendant aux bornes du refroidis seur. Selon une réalisation, le canal supplémentaire forme un nœud en aval de l'élément de traitement thermique et forme un nœud en amont de la pompe, l'amont et l'aval s'entendant selon un sens de circulation du fluide caloporteur dans la première boucle.

- La boucle de refroidissement comprend une pompe destinée à mettre en circulation le fluide caloporteur. Cette pompe permet d'assurer la circulation du fluide caloporteur le long de la boucle de refroidissement.

- La boucle de refroidissement comprend une vanne trois voies située en aval de l'échangeur de chaleur, selon un sens de circulation du fluide caloporteur dans la boucle de refroidissement. Cette vanne trois voies permet d'autoriser la circulation du fluide caloporteur soit vers le radiateur soit vers le refroidis seur, notamment en fonction d'une température du flux d'air extérieur ou d'une commande électronique.

- La boucle de refroidissement comprend une vanne trois voies située en aval de l'élément de traitement thermique, selon un sens de circulation du fluide caloporteur dans la boucle de refroidissement.

- La boucle de refroidissement comprend une vanne trois voies située en aval du deuxième échangeur de chaleur, selon un sens de circulation du fluide caloporteur dans la boucle de refroidissement.

- Sur la deuxième boucle, le refroidisseur est disposé sur une branche, dite branche de refroidisseur, parallèle d'une branche, dite branche de climatisation, supportant un évaporateur.

Ainsi, le refroidisseur peut être alimenté en fluide réfrigérant indépendamment de la branche de climatisation et vice versa. Il peut également être prévu d'alimenter les deux branches simultanément. Dans ce cas, un élément régulant les débits peut être prévu.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention et de son fonctionnement ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif, en relation avec les figures annexées, dans lesquelles :

- la figure 1 est une représentation schématique d'un véhicule automobile comprenant un dispositif de connexion électrique selon la présente invention pour la charge d'une batterie, le véhicule automobile étant relié à une source électrique externe, - les figures 2 à 4 sont des représentations schématiques de trois exemples de réalisation d'un circuit de fluide caloporteur destiné à refroidir le dispositif de connexion électrique selon l'invention,

- les figures 5 à 8 sont des représentations schématiques de quatre exemples de réalisation d'un circuit de fluide caloporteur fonctionnant avec un circuit de fluide réfrigérant, selon la présente invention, équipé d'une branche de refroidissement comprenant un échangeur de chaleur dédié au refroidissement du dispositif de connexion électrique équipant le véhicule automobile,

- la figure 9 est une représentation schématique d'un cinquième exemple de réalisation d'un circuit de fluide caloporteur fonctionnant avec un circuit de fluide réfrigérant, selon la présente invention, dans lequel un radiateur a été prévu.

Il est tout d'abord à noter que si les figures exposent l'invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, elles peuvent bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. De même, il est rappelé que, pour l'ensemble des figures, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes repères.

La figure 1 montre un véhicule automobile 2, par exemple de type tout électrique ou hybride, branché à une source électrique 15, afin de recharger une batterie. Selon cet exemple de réalisation, la source électrique 15 permet de recharger une batterie de traction 3 du véhicule automobile 2. Par batteries de traction, il est entendu tout dispositif de stockage d'énergie permettant de générer une force motrice du véhicule automobile. Pour transférer l'électricité fournie par la source électrique 15 vers le véhicule automobile 2, et notamment vers la batterie de traction 3, celui-ci comprend un dispositif de connexion électrique 10.

La source électrique 15 est ici une borne de charge rapide délivrant sensiblement 350 kilowatts (kW). Bien entendu, la source électrique 15 pourrait aussi être une prise de réseau électrique domestique permettant une charge normale de la batterie de traction 3.

Plus précisément, le dispositif de connexion électrique 10 fait partie intégrante du véhicule automobile 2. On entend par là que le dispositif de connexion électrique 10 est situé sur le véhicule 2, c'est-à-dire que même en condition de roulage, le dispositif de connexion électrique 10 fait partie du véhicule 2.

Le dispositif de connexion électrique 10 comprend une prise de charge 12 située sur une partie accessible du véhicule 2, et sur laquelle un usager peut brancher un cordon de charge 16 électriquement connecté à la source électrique 15. La prise de charge 12 permet de relier la batterie de traction 3 du véhicule à charger au cordon de charge 16, électriquement connecté à la source électrique 15, le cordon de charge 16 ne faisant pas partie du dispositif de connexion électrique 10.

Afin de charger la batterie de traction 3, la prise de charge 12 est électriquement reliée à la batterie de traction 3. Pour cela, le dispositif de connexion électrique 10 comprend également au moins un câble de charge 13 s'étendant entre la batterie de traction 3 et la prise de charge 12. Il est à noter que pour assurer une liaison électrique entre ces différents éléments, le dispositif de connexion électrique 10 comprend au moins un conducteur électrique 11 s'étendant entre la prise de charge 12 et la batterie de traction 3. Le conducteur électrique 11 est présent dans la prise de charge 12, sous forme de terminaux électriques, puis se poursuit en prenant la forme du câble de charge 13, jusqu'à la batterie de traction 3. Un tel conducteur électrique 11 permet de transférer l'énergie électrique vers la batterie de traction 3. Plus précisément, le conducteur électrique 11 comprend une première partie destinée à être reliée à la borne positive de la source électrique 15, via un des terminaux électriques, et une deuxième partie destinée à être reliée à la borne négative de la source électrique 15, via un autre des terminaux électriques.

Par ailleurs, il peut être prévu que le dispositif de connexion 10 comprenne un boîtier de transformation 110 pour traiter le courant électrique se dirigeant vers la batterie de traction 3. Selon l'invention et afin de refroidir le dispositif de connexion électrique 10 durant la charge de la batterie de traction 3, le dispositif de connexion électrique 10 est équipé d'un échangeur de chaleur destiné à coopérer avec une source de refroidissement issue du véhicule automobile 2. Dans la suite de la description, cet échangeur de chaleur est également appelé élément de traitement thermique du dispositif de connexion électrique 10. Plus précisément, selon la présente invention, la source de refroidissement correspond à un circuit 1002, 1003, 1004, 1005, 1006, 1007, 1008, 1009 comprenant une boucle de refroidissement 800, dans laquelle un fluide caloporteur 750 circule et qui, selon les exemples de réalisation, collabore ou non avec une boucle 805 de fluide réfrigérant. Il est à noter que le fluide caloporteur 750 est par exemple de l'eau de refroidissement. La boucle de refroidissement 800, destinée à être empruntée par le fluide caloporteur 750, comprend l'échangeur de chaleur dédié au refroidissement du dispositif de connexion électrique 10, appelé élément de traitement thermique 900. On comprend alors que l'élément de traitement thermique 900 forme une interface entre le dispositif de connexion électrique 10 et la boucle de refroidissement 800. De préférence, l'élément de traitement thermique 900 se présente sous la forme d'une canalisation thermiquement conductrice, dans laquelle le fluide caloporteur 750 est destiné à circuler à basse température.

Plus particulièrement, l'élément de traitement thermique 900 est dédié au refroidissement partiel ou total du dispositif de connexion électrique 10. À cet effet, l'élément de traitement thermique 900 peut se présenter sous diverses formes. Selon un premier exemple de réalisation et afin de refroidir la prise de charge 12 du dispositif de connexion électrique 10, la canalisation thermiquement conductrice s'étend autour, à l'intérieur ou le long de la prise de charge 12, uniquement. De préférence, la canalisation thermiquement conductrice s'étend au plus près des terminaux électriques de la prise de charge 12. Par au plus près, on entend de manière suffisamment proche pour qu'il y ait échange thermique entre l'élément de traitement thermique 900 et les terminaux électriques.

On comprend que la canalisation thermiquement conductrice fait partie intégrante du dispositif de connexion électrique 10, notamment par le biais de l'élément de traitement thermique 900. Dans ce cas, la canalisation thermiquement conductrice est bien destinée à coopérer avec la boucle de refroidissement 800 de fluide caloporteur 750.

Selon un deuxième exemple de réalisation et afin de refroidir le câble de charge 13 du dispositif de connexion électrique 10, la canalisation thermiquement conductrice s'étend le long, autour ou à l'intérieur du câble de charge 13, uniquement et au plus près de celui-ci. Par au plus près, on entend de manière suffisamment proche pour qu'il y ait échange thermique entre l'élément de traitement thermique 900 et les terminaux électriques.

Selon un troisième exemple de réalisation, dans lequel la totalité du dispositif de connexion électrique 10 est refroidie, la canalisation thermiquement conductrice s'étend le long, autour, et/ou à l'intérieur du câble de charge 13, autour, à l'intérieur et/ou le long de la prise de charge 12. Il peut également être prévu de refroidir le boîtier de transformation 110.

Plusieurs exemples de réalisation du circuit 1002, 1003, 1004, 1005, 1006, 1007, 1008, 1009 vont maintenant être décrits en relation avec les figures 2 à 9. Toutefois, on distingue parmi ces circuits, des circuits 1002, 1003, 1004 comprenant une unique boucle de fluide caloporteur 750, comme cela sera décrit en relation avec les figures 2 à 4 et des circuits 1005, 1006, 1007, 1008, 1009 où la boucle de fluide caloporteur 750 fonctionne avec une boucle 805 de fluide réfrigérant 700, tel que cela sera décrit en relation avec les figures 5 à 9.

Les figures 2 à 4 montrent des circuits 1002, 1003, 1004 de fluide caloporteur 750 qui comprennent chacun successivement, une pompe 250, l'élément de traitement thermique 900 dédié au refroidissement du dispositif de connexion 10 et un radiateur 350. Selon une réalisation particulière, ces circuits 1003, 1004 peuvent également être équipés d'un échangeur de chaleur dédié au refroidissement de la batterie de traction 3, comme cela sera décrit plus loin.

Ces circuits 1002, 1003, 1004 comprennent un premier canal 831 reliant la pompe 250 à au moins l'un des échangeurs de chaleur 100, 900 et l'un au moins des échangeurs de chaleur 100, 900 est relié au radiateur 350 à l'aide d'un deuxième canal 832. Le radiateur 350 est ensuite relié à la pompe 250 par un canal retour 833. Il est à noter que la pompe 250 permet d'assurer la circulation du fluide caloporteur 750 le long de cette boucle de refroidissement 800.

Le radiateur 350 est de préférence placé en face avant du véhicule automobile 2 afin d'être exposé à un flux d'air extérieur E. Plus particulièrement, ce radiateur 350 permet de refroidir le fluide caloporteur 750 circulant en son sein pour échanger des calories avec le flux d'air extérieur E traversant le radiateur 350.

La figure 2 illustre le circuit 1002 dans lequel la boucle de refroidissement 800 est exclusivement dédiée au refroidissement du dispositif de connexion électrique 10. Ainsi, le fluide caloporteur 750 est refroidi dans le radiateur 350 puis est envoyé dans l'élément de traitement thermique 900, à l'aide de la pompe 250. Dans l'élément de traitement thermique 900, le fluide caloporteur 750 échange des calories avec le dispositif de connexion électrique 10, afin de le refroidir et de réduire le temps de charge. À l'issue de l'échange de calories, le fluide caloporteur 750 est de nouveau refroidi en passant par le radiateur 350. Il est à noter que la pompe 250 peut être située à n'importe quel endroit du circuit 1002.

Il est à noter que la consommation électrique due au fonctionnement d'un tel circuit 1002, 1003, 1004 de fluide caloporteur 750 est négligeable par rapport au gain de puissance que permet le refroidissement du dispositif de connexion électrique 10.

Selon des variantes de réalisation illustrées par les figures 3 et 4, le circuit 1003, 1004 comprend un échangeur de chaleur dédié au refroidissement de la batterie de traction 3, cet échangeur de chaleur est dit échangeur de chaleur additionnel 100 dans la suite de la description en raison de la présence de l'élément de traitement thermique 900 constituant déjà un échangeur de chaleur. Ces deux exemples de réalisation sont particulièrement adaptés pour le refroidissement des batteries de traction 3 qui peuvent généralement atteindre 60°C.

Un tel échangeur de chaleur additionnel 100 est, d'une part, agencé au plus près de la batterie de traction 3, en formant par exemple un support pour celle-ci, et d'autre part configuré pour faire circuler le fluide caloporteur 750, en étant muni de tubes de circulation par exemple. La figure 3 illustre un exemple de réalisation, dans lequel les échangeurs de chaleurs 100,

900 sont disposés en série sur la boucle de refroidissement 800. Plus précisément, échangeur de chaleur additionnel 100 dédié au refroidissement de la batterie de traction 3 est disposé en amont de l'élément de traitement thermique 900 dédié au refroidissement du dispositif de connexion 10. Ces deux échangeurs de chaleur 100, 900 sont reliés l'un à l'autre par un canal de liaison 834. Cette disposition des échangeurs de chaleur 100, 900 l'un par rapport à l'autre permet d'optimiser l'efficacité de l'échangeur de chaleur additionnel 100 en s'assurant que le fluide caloporteur 750 le traversant soit le plus froid possible. En effet, la température moyenne du dispositif de connexion électrique 10 étant nettement supérieure à la température moyenne de la batterie de traction 3, il est plus judicieux de les placer dans cet ordre. Toutefois, selon une variante de réalisation, l'élément de traitement thermique 900 dédié au refroidissement du dispositif de connexion 10 est disposé en amont de l'échangeur de chaleur additionnel 100, selon le sens du fluide caloporteur 750 dans le circuit 1003. Selon un deuxième exemple de réalisation illustré par la figure 4, le circuit 1004 de fluide caloporteur 750 comprend l'élément de traitement thermique 900 dédié au refroidissement du dispositif de connexion 10 disposé en parallèle de l'échangeur de chaleur additionnel 100 dédié au refroidissement de la batterie de traction 3. Plus particulièrement, ce circuit 1004 comprend une branche parallèle 835 formant des nœuds 836, 837 avec le premier canal 831 et le deuxième canal 832. Plus précisément, la branche parallèle 835 forme des nœuds 836, 837 de part et d'autre de l'échangeur de chaleur additionnel 100 dédié au refroidissement de la batterie de traction 3 qui est disposé, ici, sur la première branche 831 du circuit 1004. Cette branche parallèle 835 comporte l'élément de traitement thermique 900 dédié au refroidissement du dispositif de connexion 10.

La branche parallèle 835 comprend une restriction 72 située en amont de l'élément de traitement thermique 900, selon le sens du fluide caloporteur 750 le long de cette branche parallèle 835. Cette restriction 62 permet de répartir le débit de fluide caloporteur 750 entre les deux échangeurs de chaleur 100, 900, notamment en fonction de la chaleur dégagée par le dispositif de connexion 10 et/ou la batterie de traction 3.

Selon une variante de réalisation, la restriction 72 est remplacée par une vanne de contrôle du débit régulant la circulation du fluide caloporteur 750 dans cette branche parallèle 835.

On comprend alors qu'une telle disposition des deux échangeurs de chaleurs 100, 900 en parallèle offre la possibilité de mieux répartir le fluide caloporteur 750 dans le circuit 1004 par rapport à une disposition en série. Bien entendu, la position de ces deux échangeurs de chaleurs

100, 900 peut être inversée sur le circuit de fluide caloporteur 1004. Dans ce cas, il peut être prévu une vanne de contrôle de débit supplémentaire installée entre le nœud 836 et l'élément de traitement thermique 900, de manière à pouvoir désactiver le refroidissement du dispositif de connexion 10, notamment en condition de roulage. On va maintenant décrire des circuits 1005, 1006, 1007, 1008, 1009 dans lesquels le fluide caloporteur 750 est refroidi à l'aide d'une boucle 805 de fluide réfrigérant 700. On comprend alors, que les circuits 1002, 1003, 1004, précédemment décrits, offrent la possibilité de pouvoir être installés sur des véhicules ne comprenant pas de circuit de fluide réfrigérant 700.

Pour l'ensemble des circuits 1005, 1006, 1007, 1008, 1009 où la boucle de fluide caloporteur 750 fonctionne avec la boucle 805 de fluide réfrigérant 700, il est à noter que cette dernière comprend un compresseur 200, au moins un condenseur 300, 301, au moins un organe de détente 401, 402, 403, au moins un évaporateur interne et un élément de traitement thermique 900. Le fluide réfrigérant 700 circule successivement à travers ces éléments en formant un circuit fermé. Par ailleurs, dans ce qui suit, les dénominations amont et aval seront utilisées en référence au sens d'écoulement du fluide réfrigérant ou du fluide caloporteur, selon le cas, au sein du circuit 1005, 1006, 1007, 1008, 1009. Ainsi, comme cela est visible sur les exemples de réalisation montrés en figures 5 à 9, le compresseur 200 est relié à un condenseur interne 301 par un canal 819 dans lequel le fluide réfrigérant 700 circule à haute pression, et donc à haute température. Ce condenseur interne 301 est situé dans une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation qui fonctionne en coopération avec le circuit 1005, 1006, 1007, 1008, 1009. Le condenseur interne 301 est sélectivement traversé par un flux d'air A ou non, à l'aide d'un dispositif d'obturation 31. Il est à noter que la dénomination « interne » désigne un élément situé à l'intérieur de l'installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation.

Lorsque le condenseur interne 301 est traversé par le flux d'air A, le fluide réfrigérant 700 échange des calories avec ce flux d'air A et se retrouve dans un état différent en sortie de ce condenseur interne 301. Lorsque le dispositif d'obturation 31 empêche le flux d'air A de traverser le condenseur interne 301, le fluide réfrigérant 700 n'échange pas de calories et ne change pas d'état lors de sa traversée du condenseur interne 301.

En sortie de ce condenseur interne 301 et en fonction de l'état du fluide réfrigérant 700, le fluide réfrigérant traverse un canal 803 sur lequel est installé une vanne de contrôle du débit 61, appelée première vanne 61, ou un canal 820 sur lequel est disposé un organe de détente, appelé premier organe de détente 401.

En sortie de ces deux canaux 803, 820 le fluide réfrigérant 700 est dirigé vers un échangeur thermique 36 utilisable en tant que condenseur 300 ou en tant qu'évaporateur 600, en fonction de l'état du fluide réfrigérant 700. Cet échangeur thermique 36 est situé en face avant du véhicule automobile 2, de manière à être exposé à un flux d'air extérieur E. En sortie de cet échangeur thermique 36, le fluide réfrigérant 700 emprunte un canal 801 jusqu'à une bifurcation 808.

À l'issue de cette bifurcation 808, le fluide réfrigérant 700 est destiné à emprunter une ou plusieurs branches disposées en parallèle avant d'atteindre de nouveau le compresseur 200. Parmi ces branches disposées en parallèle, on distingue une première branche 806, appelée branche retour 806, sur laquelle seule une vanne de contrôle du débit, appelée deuxième vanne de contrôle du débit 62, est disposée, et une deuxième branche 804, dite de climatisation, sur laquelle au moins un évaporateur interne est prévu. L'évaporateur interne est situé dans l'installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation et est exposé à un flux d'air A. La branche de climatisation 804 forme un premier nœud 811 avec le canal 801 sortant de l'échangeur thermique 36 et un deuxième nœud 812 avec un canal 816 menant vers un accumulateur 500. II est à préciser que la branche retour 806 prend naissance à la bifurcation 808 et forme un nœud, appelé troisième nœud 813, avec le canal 816 menant vers l'accumulateur 500.

Selon une partie des exemples de circuit qui vont être décrits ci-dessous, parmi ces branches disposées en parallèle, on distingue également une branche de refroidisseur 802 sur laquelle au moins un refroidisseur 650 est prévu. Il est à préciser que la branche de refroidisseur 802 forme un nœud, appelé quatrième nœud 814, avec le canal 801 sortant de l'échangeur thermique 36 et un autre nœud, appelé cinquième nœud 815, avec le canal 816 menant vers l'accumulateur 500.

En sortie de ces différentes branches parallèles 802, 804, 806, le fluide réfrigérant 700 est acheminé dans le canal 816 menant vers l'accumulateur 500. Cet accumulateur 500 permet de s'assurer que seule la phase gazeuse du fluide réfrigérant 700 se dirige vers le compresseur 200, via un canal 818 reliant l'accumulateur 500 au compresseur 200. Il est à noter que le fluide réfrigérant 700 circulant dans le canal 816 fermant le circuit est à basse pression, tout comme le canal 818, situé en aval du canal 816 et en amont du compresseur 200. Ainsi ces canaux 816, 818 pourront être désignés par les termes « canaux basse pression » du circuit. Pour l'ensemble de ces circuits 1005, 1006, 1007, 1008, 1009, le fluide réfrigérant 700, en sortie du refroidisseur 650 est admis sous forme essentiellement gazeuse au sein du compresseur 200. À la sortie du compresseur 200, le fluide réfrigérant 700, qui a subi une compression, se présente sous la forme d'un gaz dont la pression et la température ont augmentées.

Par ailleurs, tous ces circuits 1005, 1006, 1007, 1008, 1009, comprennent la boucle de refroidissement 800 sur laquelle l'élément de traitement thermique 900 est prévu et dans lequel le fluide caloporteur 750 circule. Il est à noter que cette boucle de refroidissement 800 peut être équipée d'une pompe 250 permettant de mettre en circulation le fluide caloporteur 750, telle qu'elle a été décrite précédemment.

La boucle de refroidissement 800 comprend un premier canal 821 reliant le refroidisseur 650 à la pompe 250, puis un deuxième canal 822 reliant la pompe 250 à l'élément de traitement thermique 900 et enfin un troisième canal 823 reliant l'élément de traitement thermique 900 au refroidisseur 650. Le fluide caloporteur 750 circule successivement dans ces trois canaux 821, 822, 823.

La figure 5 représente de manière schématique un premier exemple de réalisation d'un circuit 1005 dans lequel la boucle de refroidissement 800 de fluide caloporteur 750 collabore avec la boucle 805 de fluide réfrigérant 700 et avec l'installation de ventilation, de chauffage, et/ou de climatisation d'un habitacle du véhicule automobile 2.

Selon un premier mode de fonctionnement dit de climatisation, le fluide réfrigérant 700, en sortie du compresseur 200, est admis dans un échangeur thermique 36 pouvant aussi bien être condenseur 300 qu'évap orateur 600 selon l'état dans lequel le fluide réfrigérant 700 circule au sein de cet échangeur thermique 36. De préférence, cet échangeur thermique 36 est situé en face avant du véhicule de manière à être exposé à un flux d'air extérieur E.

Le fluide réfrigérant 700 étant dans cet exemple sous forme gazeuse, cet échangeur thermique 36 se comporte comme un condenseur 300, dans lequel il subit un premier changement de phase et se transforme en liquide. Lors de ce changement de phase, la pression du fluide réfrigérant 700 reste constante et sa température diminue, le fluide réfrigérant 700 cédant une partie de sa chaleur à un flux d'air extérieur E par le biais du condenseur 300.

Il est à noter que le circuit 1005 comprend un condenseur interne 301, qui dans ce mode de fonctionnement en climatisation, n'est pas utilisé. En effet, on peut voir que le dispositif d'obturation 31, tel qu'un volet, est en position fermée de manière à interdire tout échange avec un flux d'air A traversant l'installation de ventilation, de chauffage, et/ou de climatisation. Par conséquent, le fluide réfrigérant 700 traverse ce condenseur interne 301 sans subir de transformation. De plus, le premier organe de détente 401 situé sur le canal 820, en sortie de ce condenseur interne 301 n'est pas utilisé dans ce mode de fonctionnement en climatisation et le fluide réfrigérant 700 emprunte le canal 803 pour atteindre échangeur thermique 36 fonctionnant en condenseur 300. Selon un premier exemple de mise en œuvre, une partie du fluide réfrigérant 700 est acheminé vers la branche de climatisation 804 supportant l'évaporateur interne et une autre partie vers la branche de refroidisseur 802. Le fluide réfrigérant 700, essentiellement sous forme liquide à la sortie du condenseur 300, est alors acheminé vers un organe de détente 402, appelé deuxième organe de détente 402, situé sur la branche de refroidisseur 802 et un organe de détente 403, appelé troisième organe de détente 403, situé sur la branche de climatisation 804 supportant l'évaporateur interne. Il est à préciser que le deuxième organe de détente 402 est disposé en amont du refroidisseur 650 et que le troisième organe de détente 403 est disposé en amont de l'évaporateur interne. La détente subie dans l'organe de détente 403 permet d'abaisser brutalement la pression du fluide réfrigérant 700 ce qui a pour résultat l'obtention d'un fluide réfrigérant 700 liquide à basse température.

Une telle disposition des organes de détente 402, 403, directement en amont de l'évaporateur interne et du refroidisseur 650, permet d'éviter des pertes d'échange thermique en réduisant la distance parcourue par le fluide réfrigérant 700 à basse température avant d'atteindre l'évaporateur interne et/ou le refroidisseur 650. Alternativement, on peut prévoir un unique organe de détente situé sur une portion du canal 801, entre le premier nœud 811 et la bifurcation 808 répartissant le fluide réfrigérant 700 vers les différentes branches parallèles 802, 804, 806 du circuit 1005 précédemment décrites. II est notable que selon le mode de fonctionnement en climatisation la branche retour 806, n'est pas utilisée. Pour cela, la deuxième vanne de contrôle du débit 62 située sur cette branche retour 806 est en position fermée de manière à interdire tout passage de fluide réfrigérant 700, liquide, en direction du compresseur 200.

La partie du fluide réfrigérant 700 acheminée vers l'évaporateur interne échange des calories avec un flux d'air A traversant l'évaporateur interne. Ce flux d'air A, circulant dans l'installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, se retrouve refroidi et est envoyé vers l'habitacle du véhicule.

La partie du fluide réfrigérant 700 acheminée vers le refroidisseur 650 échange des calories avec le fluide caloporteur 750 circulant dans la boucle de refroidissement 800 dédiée au refroidissement du dispositif de connexion électrique 10. À l'issue de cet échange de calories, le fluide caloporteur 750, à basse température, est entraîné vers l'élément de traitement thermique 900 précédemment décrit, à l'aide de la pompe 250. En fonction de la forme que prend l'élément de traitement thermique 900, le fluide caloporteur 750 permet de refroidir une partie ou la totalité du dispositif de connexion électrique 10. On comprend de ce premier exemple de mise en œuvre, que l'habitacle du véhicule automobile 2 est climatisé durant le refroidissement du dispositif de connexion électrique 10. Ainsi, lors de la charge de la batterie de traction 3 par une source électrique 15 fixe, un tel exemple de mise en œuvre autorise également un pré-conditionnement de l'habitacle du véhicule automobile 2, c'est-à-dire avant que l'usager ne l'utilise. Il est à noter que la consommation électrique due au fonctionnement d'un tel circuit 1005 de fluide réfrigérant 700 est négligeable par rapport au gain de puissance que permet le refroidissement du dispositif de connexion électrique 10. Selon un deuxième exemple de mise en œuvre, une vanne de contrôle du débit, appelée troisième vanne de contrôle du débit 63, est disposée sur la branche de climatisation 804, en amont de l'évaporateur interne selon le sens de circulation du fluide réfrigérant 700 dans la branche de climatisation 804. Lorsque cette troisième vanne de contrôle du débit 63 est en position fermée, elle permet d'acheminer la totalité du fluide réfrigérant 700 vers la branche de refroidisseur 802. Ainsi, la totalité du fluide réfrigérant 700 est utilisée pour échanger des calories avec le fluide caloporteur 750.

Il est à noter que la troisième vanne de contrôle du débit 63 est située en amont du troisième organe de détente 403, qui est situé sur la branche de climatisation 804, selon le sens de circulation du fluide réfrigérant 700 dans cette branche de climatisation 804. Toutefois, que la troisième vanne de contrôle du débit 63 soit située en amont ou en aval du troisième organe de détente 403, il est à noter qu'elle permet d'éviter la détente du fluide réfrigérant 700 lorsqu'elle est dans une position interdisant la circulation du fluide réfrigérant 700 dans la branche de climatisation 804. Ainsi, ce deuxième exemple de mise en œuvre, permet de ne pas climatiser l'habitacle du véhicule automobile 2 durant le refroidissement du dispositif de connexion électrique 10, ce qui permet de dédier la puissance calorifique du circuit 1005 au refroidissement du dispositif de connexion électrique 10.

Par ailleurs, il est à noter que la branche de refroidisseur 802 est équipée d'une vanne de contrôle du débit, appelée quatrième vanne de contrôle du débit 64 permettant de désactiver le refroidissement du dispositif de connexion électrique 10. En effet, durant le roulage du véhicule automobile 2, ou durant une phase de démarrage, il n'est pas nécessaire de refroidir le dispositif de connexion électrique 10.

Il est encore à noter que la quatrième vanne de contrôle du débit 64 est située en amont du deuxième organe de détente 402, qui est situé sur la branche de refroidisseur 802, selon le sens de circulation du fluide réfrigérant 700 dans cette branche de refroidisseur 802. De la même manière que précédemment, que la quatrième vanne de contrôle du débit 64 soit située en amont ou en aval du deuxième organe de détente 402, il est à noter qu'elle permet d'éviter la détente du fluide réfrigérant 700 lorsqu'elle est dans une position interdisant la circulation du fluide réfrigérant 700 dans la branche de refroidisseur 802.

Durant les échanges de calories, que ce soit dans l'évaporateur interne ou dans le refroidisseur 650, le fluide réfrigérant 700 subit un nouveau changement de phase en se transformant en gaz. Il est ensuite réacheminé vers le compresseur 200 pour subir un nouveau cycle.

Afin de s'assurer que le compresseur 200 comprime du fluide réfrigérant 700 sous forme exclusivement gazeuse, le circuit 1005 est avantageusement équipé de l'accumulateur 500 situé directement en amont du compresseur 200. En d'autres termes, un accumulateur 500 peut être prévu sur le circuit 1005 entre l'évaporateur interne et le compresseur 200 ou entre le refroidisseur 650 et le compresseur 200, de manière à ce que le compresseur 200 ne comprime que du fluide réfrigérant 700 sous forme exclusivement gazeuse.

Selon un deuxième mode de fonctionnement dit de pompe à chaleur, le fluide réfrigérant 700 sous forme gazeuse à haute pression et haute température, en sortie du compresseur 200, est admis dans le condenseur interne 301, qui selon ce mode de fonctionnement est actif.

Pour cela, le dispositif d'obturation 31 est en position ouverte, comme cela est représenté par des pointillés sur les figures 5 à 9, de manière à ce que le condenseur interne 301 soit exposé à un flux d'air A traversant l'installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour être envoyé en direction de l'habitacle du véhicule 2. Durant son passage le long du condenseur interne 301, le fluide réfrigérant 700 cède ses calories au flux d'air A traversant le condenseur interne 301, de manière à fournir un flux d'air A chaud en direction de l'habitacle.

Lors de son passage dans le condenseur interne 301, le fluide réfrigérant 700 subit un premier changement de phase et se transforme en liquide. Lors de ce changement de phase, la pression du fluide réfrigérant 700 reste constante et sa température diminue, le fluide réfrigérant 700 cédant une partie de sa chaleur au flux d'air A traversant le condenseur interne 301.

Le fluide réfrigérant 700, essentiellement sous forme liquide à la sortie du condenseur interne 301, est ensuite acheminé dans le premier organe de détente 401, avec le passage vers le canal 803 fermé par la première vanne de contrôle du débit 61. Le fluide réfrigérant 700 subit alors une détente permettant d'abaisser sa pression ce qui a pour résultat l'obtention d'un fluide réfrigérant 700 à l'état liquide et à basse température.

Le fluide réfrigérant 700 est ensuite acheminé vers l'échangeur thermique 36. Le fluide réfrigérant 700 étant ici sous forme liquide, cet échangeur thermique 36 se comporte comme un évaporateur 600, dans lequel le fluide réfrigérant 700 échange ses calories avec un milieu environnant l'échangeur thermique 36 et notamment avec le flux d'air extérieur E. Il est à noter que, le mode pompe à chaleur du circuit 1005 est généralement utilisé lorsque le milieu extérieur est froid, ainsi le fluide réfrigérant 700, bien que devenu gazeux, reste à basse température en sortie de l'échangeur thermique 36. Selon un premier exemple de mise en œuvre du mode pompe à chaleur, une partie du fluide réfrigérant 700, en sortie de l'échangeur thermique 36, est acheminé vers la branche de refroidisseur 802 qui alimente le refroidisseur 650. L'autre partie du fluide réfrigérant 700 est acheminée directement vers le compresseur 200 en passant par la branche retour 806, dont la deuxième vanne de contrôle du débit 62 en position ouverte.

La partie du fluide réfrigérant 700 passant par la branche de refroidisseur 802, sous forme gazeuse et à basse température, échange alors des calories avec le fluide caloporteur 750 circulant dans la boucle de refroidissement 800. À l'issue de cet échange de calories, le fluide caloporteur 750 est à basse température et est alors entraîné vers l'élément de traitement thermique 900 dédiée au refroidissement du dispositif de connexion électrique 10 à l'aide de la pompe 250. En fonction de la forme que prend l'élément de traitement thermique 900, le fluide caloporteur 750 permet de refroidir une partie ou la totalité du dispositif de connexion électrique 10.

Au terme de l'échange de calories dans le refroidisseur 650, le fluide réfrigérant 700 est ensuite réacheminé vers le compresseur 200 pour un nouveau cycle.

Selon un deuxième exemple de mise en œuvre du mode pompe à chaleur, et afin de refroidir plus efficacement le dispositif de connexion électrique 10, la deuxième vanne de contrôle du débit 62 située sur la branche retour 806 est en position fermée. Ainsi, la totalité du fluide réfrigérant 700, en sortie de l'échangeur thermique 36, est acheminée vers la branche de refroidisseur 802 pour assurer un meilleur échange de chaleur avec le fluide caloporteur 750 et donc avec le dispositif de connexion 10.

Il est à noter que la branche de refroidisseur 802 est équipée de la quatrième vanne de contrôle du débit 64 permettant d'interrompre le refroidissement du dispositif de connexion électrique 10. En effet, durant le roulage du véhicule automobile 2, ou durant une phase de démarrage, il n'est pas nécessaire de refroidir le dispositif de connexion électrique 10. Dans ce cas, le fluide réfrigérant 700 en sortie de l'échangeur thermique 36 est directement acheminé vers le compresseur 200 par la branche retour 806 dont la deuxième vanne de contrôle du débit 62 est en position ouverte.

Selon ce mode de fonctionnement en pompe à chaleur, l'accès à l'évaporateur interne situé sur la branche de climatisation 804 est désactivé en positionnant la troisième vanne de contrôle du débit 63 située sur cette branche 804 en position fermée. Toutefois, selon un mode de déshumidification, la troisième vanne de contrôle du débit 63 est mise en position ouverte de manière à capter l'humidité du flux d'air A circulant dans l'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation avant son chauffage par le condenseur interne 301. En effet, il est à préciser que selon le sens du flux d'air A circulant dans l'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation, le condenseur interne 301 est disposé en aval de l'évaporateur interne.

Afin que le circuit 1005 soit aussi bien adapté au mode climatisation qu'au mode pompe à chaleur, on comprend que l'installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, avec laquelle le circuit 1005 coopère, et le circuit 1005 lui-même comprennent des vannes deux voies, des vannes trois voies et un ou plusieurs dispositifs d'obturation 31.

Avantageusement, le circuit 1005, 1006, 1007, 1008, 1009 est également agencé pour refroidir la batterie de traction 3 du véhicule automobile 2. Pour cela un échangeur de chaleur, dit échangeur de chaleur additionnel 100, est prévu sur le circuit, comme cela sera décrit en relation avec les figures 6 à 8.

Un tel échangeur de chaleur additionnel 100 est, d'une part, agencé au plus près de la batterie de traction 3, en formant par exemple un support pour celle-ci, et d'autre part configuré pour faire circuler le fluide caloporteur 750, en étant muni de tubes de circulation par exemple.

Selon l'exemple de réalisation montré en figure 6, ce deuxième exemple de circuit 1006 est en tout point identique au circuit 1005 illustré par la figure 5, excepté la présence de échangeur de chaleur additionnel 100 dédié au refroidissement de la batterie de traction 3 du véhicule qui est disposé sur la boucle de refroidissement 800 du circuit 1005. En d'autres termes, la boucle de refroidissement 800, dans laquelle circule le fluide caloporteur 750, comprend deux échangeurs de chaleur 100, 900 disposés l'un à la suite de l'autre sur cette boucle 800.

Selon cet exemple de réalisation, l'échangeur de chaleur additionnel 100 est installé en série de l'élément de traitement thermique 900, dans la boucle de refroidissement 800. Un canal 824 relie alors la sortie de l'échangeur de chaleur additionnel 100 à l'entrée de l'élément de traitement thermique 900. Plus précisément, l'échangeur de chaleur additionnel 100 est situé en amont de l'élément de traitement thermique 900, selon le sens de circulation du fluide caloporteur 750 dans la boucle de refroidissement 800. Ainsi, la batterie de traction 3 est refroidie avant que le dispositif de connexion électrique 10 ne soit refroidi. Cet exemple de réalisation présente l'avantage de ne pas avoir à rajouter d'éléments supplémentaires pour le refroidissement de la batterie de traction 3 par rapport au circuit 1005 illustré par la figure 5.

Un autre avantage de ce circuit 1006 réside dans l'optimisation de la durée de vie du compresseur 200. En effet, lors de la charge de la batterie de traction 3, la température moyenne du dispositif de connexion électrique 10 est nettement supérieure à la température moyenne de la batterie de traction 3. Par conséquent, placer le refroidissement du dispositif de connexion électrique 10 en aval du refroidissement de la batterie de traction 3 permet d'augmenter la température moyenne du fluide caloporteur 750 en fin de refroidissement ce qui a pour conséquence d'optimiser la vaporisation du fluide réfrigérant 700 dans le refroidisseur 650. Ainsi, la part gazeuse du fluide réfrigérant 700 se dirigeant vers le compresseur 200 est maximisée, ce qui limite le risque d'endommager le compresseur avec une potentielle part liquide du fluide réfrigérant 700. De plus, cela permet d'améliorer l'efficacité de l'échangeur de chaleur additionnel 100 en s'assurant que le fluide caloporteur 750 circulant en son sein soit le plus froid possible.

Bien entendu, en fonction de l'agencement du véhicule automobile 2, il pourrait être prévu de placer l'élément de traitement thermique 900 en amont de l'échangeur de chaleur additionnel 100 dédié au refroidissement de la batterie de traction 3, l'amont étant entendu selon le sens de circulation du fluide caloporteur 750 dans la boucle de refroidissement 800. Selon l'exemple de réalisation montré en figure 7, ce troisième exemple de circuit 1007 est en tout point identique au circuit 1005 illustré par la figure 5, excepté la présence de l'échangeur de chaleur additionnel 100 dédié au refroidissement de la batterie de traction 3. Par rapport au circuit 1006 illustré par la figure 6, l'échangeur de chaleur additionnel 100 est ici disposé en parallèle de l'élément de traitement thermique 900. En effet, on remarque que la boucle de refroidissement 800 comprend un quatrième canal

850, appelé canal parallèle 850, s 'étendant depuis les bornes de l'élément de traitement thermique 900 et sur lequel l'échangeur de chaleur additionnel 100 est disposé. Autrement dit, la boucle de refroidissement 800 comprend un canal parallèle 850 formant un contournement de l'élément de traitement thermique 900. Plus précisément, le canal parallèle 850 forme un nœud, appelé sixième nœud 826, avec le deuxième canal 822 de la boucle de refroidissement 800. Dans ce cas, le sixième nœud 826 est situé en amont de l'élément de traitement thermique 900. Le canal parallèle 850 forme un autre nœud, appelé septième nœud 827, avec le troisième canal 23 de la boucle de refroidissement 800. Dans ce cas, le septième nœud 827 est donc situé en aval de l'élément de traitement thermique 900. Ainsi, le canal parallèle 850 forme deux nœuds 826, 827 sur la boucle de refroidissement 800, tous deux disposés de part et d'autre de l'élément de traitement thermique 900.

Le canal parallèle 850 est disposée en aval de la pompe 250 et en amont du refroidisseur 650, selon le sens de circulation du fluide caloporteur 750 dans la boucle de refroidissement 800. Il est à noter que pour contrôler une circulation du fluide caloporteur 750 dans le canal de parallèle 850, celui-ci est équipé d'une vanne de contrôle du débit, appelée cinquième vanne de contrôle du débit 65. Selon une variante de réalisation, la cinquième vanne de contrôle du débit 65 disposée sur le canal parallèle 850 est remplacée par une restriction, telle qu'un orifice calibré, qui permet d'équilibrer les débits entre le deuxième canal 822 supportant l'élément de traitement thermique 900 et le canal parallèle 850.

Selon une autre variante de réalisation, une vanne de contrôle de débit supplémentaire est installée entre le nœud 826 et l'élément de traitement thermique 900, de manière à pouvoir désactiver le refroidissement du dispositif de connexion 10, notamment en condition de roulage.

Un quatrième exemple de circuit 1008 illustré par la figure 8, est en tout point identique au circuit 1007 illustré par la figure 7, mis à part que la position de l'élément de traitement thermique 900 et de l'échangeur de chaleur additionnel 100 dédié au refroidissement de la batterie de traction 3 sur la boucle de refroidissement 800 ont été inversées. En d'autres termes, le circuit 1008 montre que la boucle de refroidissement 800 comprend un deuxième canal 822 relié à l'échangeur de chaleur additionnel 100 ainsi qu'un canal parallèle 850 formant des nœuds 826, 827 aux bornes de l'échangeur de chaleur additionnel 100, le canal parallèle 850 comprenant l'élément de traitement thermique 900. Afin de contrôler la circulation de fluide caloporteur 750 dans le canal parallèle 850, ce dernier est équipé d'une vanne de contrôle du débit, appelée sixième vanne de contrôle du débit 66. De la même manière que précédemment décrit, le canal parallèle 850 peut être équipé d'une restriction en remplacement de la sixième vanne de contrôle du débit 66.

Le principal avantage de ce circuit 1008 réside dans la possibilité de pouvoir connecter le canal parallèle 850, qui est ici dédiée au refroidissement du dispositif de connexion électrique 10, sur une boucle de refroidissement 800 de la batterie de traction 3 existante sur le véhicule automobile 2, tout en offrant la possibilité de désactiver le refroidissement du dispositif de connexion 10 par rapport au refroidissement de la batterie de traction 3.

Par ailleurs, afin que le fluide caloporteur 750 puisse être refroidi par de l'air extérieur, en plus ou à la place du fluide réfrigérant 700, un radiateur 350 peut être ajouté sur la boucle de refroidissement 800, comme cela est montré à l'aide de la figure 9. Ce radiateur 350 est avantageusement situé en face avant du véhicule 2 afin d'être exposé à un flux d'air extérieur E. Le cinquième exemple de circuit 1009, illustré par la figure 9, montre l'intégration de ce radiateur 350, en supplément du refroidisseur 650 sur la boucle de refroidissement 800. La boucle de fluide réfrigérant 700 est identique aux circuits précédemment décrits. Bien entendu, l'intégration du radiateur 350 aurait pu être illustrée sur n'importe quel autre boucle de refroidissement 800 telles que celle intégrées sur les circuits 1006, 1007, 1008 précédemment décrits. Dans ce cas, le branchement du radiateur 350 serait en tout point identique à celui illustré par cette figure 9.

Plus particulièrement, afin d'intégrer à la fois le radiateur 350 et le refroidisseur 650 sur la boucle de refroidissement 800, cette dernière comprend un canal supplémentaire 825, sur lequel le radiateur 350 est disposé. Ce canal supplémentaire 825 débute au niveau d'un nœud, appelé huitième nœud 828, formé avec le première canal 821 de la boucle de refroidissement 800 et se termine au niveau d'un autre nœud, appelé neuvième nœud 829, formé avec le troisième canal 823 de la boucle de refroidissement 800. Ainsi, le huitième nœud 828 est situé en amont de la pompe 250 et le neuvième nœud 829 est situé en aval de l'élément de traitement thermique 900 dédié au refroidissement du dispositif de connexion 10. Autrement dit, le canal supplémentaire 825, est connecté aux bornes du refroidisseur 650. Ainsi, le radiateur 350 est disposé en parallèle du refroidisseur 650.

De préférence, une vanne trois voies 61 équipe le neuvième nœud 829. Autrement dit, cette vanne trois voies 61 est disposée à l'intersection du canal supplémentaire 825 et du troisième canal 823 situé en sortie de l'élément de traitement thermique 900. Cette vanne trois voies 61 permet de contrôler la circulation du fluide caloporteur 750 depuis l'élément de traitement thermique 900 soit vers le radiateur 350, soit vers le refroidisseur 650, en fonction de la température du flux d'air extérieur E. La vanne trois voies 61 peut être pilotée électroniquement.

Lorsque la température du flux d'air extérieur E est inférieure à une valeur seuil, la vanne trois voies 61 autorise le fluide caloporteur 750 à circuler vers le radiateur 350 afin que le flux d'air extérieur E, traversant le radiateur 350, refroidisse le fluide caloporteur 750. Le fluide caloporteur 750 est ensuite réacheminé vers l'élément de traitement thermique 900 dédié au refroidissement du dispositif de connexion 10 à l'aide de la pompe 250.

Lorsque la température du flux d'air extérieur E est supérieure à une valeur seuil, la vanne trois voies 61 interdit le fluide caloporteur 750 à circuler vers le radiateur 350 et l'autorise à circuler vers le refroidisseur 650, ou tout autre moyen de refroidissement du fluide caloporteur, afin que le fluide caloporteur 750 soit refroidi par le fluide réfrigérant 700, ou tout autre fluide. Le fluide caloporteur 750 est ensuite réacheminé vers l'élément de traitement thermique 900 dédié au refroidissement du dispositif de connexion 10 à l'aide de la pompe 250. Quel que soit l'exemple de réalisation retenu, et quel que soit le branchement de l'élément de traitement thermique 900 dédié au refroidissement du dispositif de connexion 10, l'invention permet de réaliser un échange de chaleur permettant d'améliorer le transfert de la puissance électrique vers la batterie d'un véhicule automobile 2. Par l'utilisation d'un circuit de fluide caloporteur 750 fonctionnant avec, ou sans, circuit de fluide réfrigérant 700, cette invention permet une intégration aisée à un véhicule automobile 2, dans lequel les contraintes d'encombrement sont fortes. De plus, en intégrant le refroidissement de la batterie elle-même, à l'aide d'un échangeur de chaleur additionnel 100, ces circuits participent à l'amélioration de l'autonomie de la batterie.

Quel que soit l'exemple de réalisation, un élément intermédiaire entre la le connecteur électrique et la une source de refroidissement 1002, 1003, 1004, 1005, 1006, 1007, 1008, 1009 issue du véhicule 2, comme par exemple un caloduc ou heat pipe, un fluide diélectrique ou encore une chambre à vapeur.

L'invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés, et elle s'applique également à tous moyens, ou toutes configurations, équivalent(e)s et à toutes combinaisons de tels moyens et/ou configurations. En effet, si l'invention a été décrite et illustrée selon différentes variantes de réalisation mettant en œuvre chacune séparément un agencement particulier, il va de soi que ces agencements présentés peuvent être combinées sans que cela nuise à l'invention.