Le domaine de la présente invention est celui des systèmes de traitement thermique exploités pour chauffer ou refroidir une enceinte ou un composant d’un véhicule, notamment un composant d’une chaîne de traction de ce véhicule.

Les véhicules automobiles sont couramment équipés d’un circuit de fluide réfrigérant et d’au moins un circuit de fluide caloporteur, tous deux utilisés pour participer à un traitement thermique de différentes zones ou différents composants du véhicule. Il est notamment connu d’utiliser le circuit de fluide réfrigérant et/ou le circuit de fluide caloporteur pour traiter thermiquement un flux d’air envoyé dans l’habitacle du véhicule équipé d’un tel circuit.

Dans une autre application de ce circuit, il est connu d’utiliser le circuit de fluide caloporteur pour refroidir des composants de la chaîne de traction du véhicule, tel que par exemple un dispositif de stockage électrique, ce dernier étant utilisé pour fournir une énergie à un moteur électrique capable de mettre en mouvement le véhicule. Le système de traitement thermique fournit ainsi l’énergie capable de refroidir le dispositif de stockage électrique pendant son utilisation en phases de roulage. Les constructeurs automobiles sont dans une optique d’amélioration continuelle de leurs véhicules. Ces améliorations passent notamment par la conception de circuits de fluide permettant d’opérer des échanges thermiques pouvant répondre à une pluralité d’objectifs, tout en limitant la consommation d’énergie utilisée pour répondre à ces objectifs. La présente invention s’inscrit dans ce contexte et vise à proposer un circuit de fluide caloporteur pour système de traitement thermique d’un véhicule et parcouru par un fluide caloporteur, comprenant une branche principale pourvue d’une première pompe, d’un premier échangeur thermique configuré pour traiter thermiquement un moteur électrique du véhicule, d’un deuxième échangeur thermique configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et un flux d’air extérieur à un habitacle du véhicule, d’une deuxième pompe et d’un troisième échangeur thermique configuré pour traiter thermiquement un élément de stockage électrique du véhicule, le circuit de fluide caloporteur comprenant en outre une première branche, une deuxième branche et une troisième branche, la première branche comprenant un premier échangeur de chaleur configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et un fluide réfrigérant circulant au sein d’un circuit de fluide réfrigérant du véhicule, la deuxième branche étant agencée en parallèle de la première branche, la troisième branche étant agencée en parallèle de la première branche et de la deuxième branche et comprenant un deuxième échangeur de chaleur configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant du circuit de fluide réfrigérant, le circuit de fluide caloporteur comprenant un dispositif de dérivation du circuit de fluide caloporteur, le dispositif de dérivation étant apte à séparer le circuit de fluide caloporteur en une première boucle comprenant d’une part une première portion de la branche principale et au moins une branche parmi la première branche ou la deuxième branche, et d’autre part en une deuxième boucle comprenant une deuxième portion de la branche principale et au moins une branche parmi la première branche ou la troisième branche. Un tel circuit de fluide caloporteur est donc apte à modifier la circulation du fluide caloporteur qui y circule, et ce afin de s’adapter à différentes situations. Chaque boucle formée au sein du circuit de fluide caloporteur grâce au dispositif de dérivation est dédiée à une fonction qui lui est propre.

La branche principale du circuit de fluide caloporteur comprend deux pompes, chacune des pompes étant apte à mettre en circulation le fluide caloporteur. La présence de deux pompes permet, lorsque le circuit de fluide caloporteur est séparé en deux boucles, de faire circuler le fluide caloporteur dans chacune des deux boucles formées par le dispositif de dérivation, chaque boucle comprenant une pompe. Lorsque le circuit de fluide caloporteur n’est pas séparé en boucles, une pompe suffit à mettre en circulation le fluide caloporteur, mais l’action combinée des deux pompes permet de répartir l’effort nécessaire à la mise en circulation du fluide caloporteur. Le premier échangeur thermique et le troisième échangeur thermique sont respectivement dédiés au traitement thermique du moteur électrique et de l’élément de stockage électrique. Ces derniers sont en effet susceptibles de dégager de la chaleur de leur fonctionnement, par exemple lorsque le véhicule roule à vitesse élevée pour le moteur électrique, ou après un rechargement rapide pour l’élément de stockage électrique. Le moteur électrique et l’élément de stockage électrique pouvant être endommagés en cas de température trop élevée, le premier échangeur thermique et le troisième échangeur thermique sont donc aptes à refroidir respectivement le moteur électrique et l’élément de stockage électrique dans ces situations, via une circulation de fluide caloporteur. Il peut également arriver que le moteur électrique et/ ou l’élément de stockage électrique présente une température trop faible pour fonctionner correctement. Le premier échangeur thermique et le troisième échangeur thermique sont donc aptes à également réchauffer respectivement le moteur électrique et l’élément de stockage électrique, également grâce à la circulation de fluide caloporteur.

Le deuxième échangeur thermique est configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le flux d’air extérieur. A ce titre, le deuxième échangeur thermique doit être disposé de sorte à être agencé en travers d’une trajectoire dudit flux d’air extérieur, par exemple en étant installé au sein d’une face avant du véhicule, au sein duquel peut pénétrer le flux d’air extérieur lorsque le véhicule est en phase de roulage. L’échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le flux d’air extérieur peut par exemple permettre de dissiper les calories accumulées par le fluide caloporteur suite au traitement thermique du moteur électrique et/ou de l’élément de stockage électrique.

La première branche, la deuxième branche et la troisième branche s’étendent d’un point de la branche principale jusqu’à un autre point de la branche principale et sont toutes trois parallèles l’une par rapport à l’autre. C’est par l’une ou plusieurs de ces branches que le fluide caloporteur circule lorsque le circuit de fluide caloporteur est séparé en boucles. Le premier échangeur de chaleur agencé sur la première branche permet un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant. A titre d’exemple, le fluide réfrigérant peut par exemple refroidir le fluide caloporteur si ce dernier a pour objectif de refroidir le moteur électrique ou l’élément de stockage électrique.

Le deuxième échangeur de chaleur disposé sur la troisième branche permet la même opération que le premier échangeur de chaleur disposé sur la première branche. Il est à noter que, selon un autre exemple, le fluide caloporteur peut participer à la condensation du fluide réfrigérant. Dans cette situation c’est le fluide réfrigérant qui est refroidi et le fluide caloporteur qui est réchauffé.

Une telle situation survient de manière évidente lorsque le moteur électrique et/ ou l’élément de stockage électrique ne sont pas en surchauffe. La deuxième branche ne présente pas d’éléments permettant un échange de chaleur. Le fluide caloporteur circulant dans la deuxième branche n’est donc pas modifié thermiquement.

Le dispositif de dérivation comprend un ensemble de vannes permettant de contrôler la circulation du fluide caloporteur au sein des trois branches suscitées. Ainsi, lorsque ces vannes coopèrent, la première boucle et la deuxième boucle sont formées au sein du circuit de fluide caloporteur. Lorsque la première boucle et la deuxième boucle sont formées, la branche principale est séparée en au moins deux portions, chacune de ces portions comprenant une pompe afin de faire circuler le fluide caloporteur dans chacune des boucles. La première boucle est alors complétée avec la première branche ou la deuxième branche selon la fonction dédiée à la première boucle. La deuxième boucle est quant à elle complétée avec la première branche ou la troisième branche. La première branche ne pouvant pas faire partie des deux boucles de manière simultanée, lorsque la première boucle est formée de la première branche, la deuxième boucle est nécessairement formée de la troisième branche. De la même façon, lorsque la deuxième boucle est formée de la première branche, la première boucle est nécessairement formée de la deuxième branche. Selon une caractéristique de l’invention, la première portion de la branche principale comprend au moins la première pompe, le premier échangeur thermique et le deuxième échangeur thermique. Autrement dit, la première boucle est notamment dédiée au traitement thermique du moteur électrique. Selon une autre caractéristique de l’invention, la deuxième portion de la branche principale comprend au moins la deuxième pompe et le troisième échangeur thermique. Autrement dit, la deuxième boucle est notamment dédiée au traitement thermique de l’élément de stockage électrique.

Selon une caractéristique de l’invention, la branche principale comprend un premier point de jonction et un deuxième point de jonction, la première branche s’étendant entre le premier point de jonction et le deuxième point de jonction. Chaque point de jonction constituant les extrémités de la première branche peut être indifféremment un point de divergence ou un point de convergence, et ce en fonction de la boucle à laquelle la première branche appartient. Le premier échangeur de chaleur permet donc par exemple un refroidissement du fluide caloporteur qui circule dans la première branche, pour par la suite refroidir le moteur électrique si la première branche fait partie de la première boucle, ou bien refroidir l’élément de stockage électrique si la première branche fait partie de la deuxième boucle. Selon une caractéristique de l’invention, la branche principale comprend un premier point de divergence et un premier point de convergence, la deuxième branche s’étendant entre le premier point de divergence et le premier point de convergence. Tel que ce qui a été décrit précédemment, la deuxième branche est soit intégrée à la première boucle, soit n’est pas utilisée. Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de dérivation comprend une première vanne, agencée sur la branche principale entre le premier point de divergence et le premier point de jonction, ainsi qu’une deuxième vanne agencée sur la deuxième branche. La première vanne et la deuxième vanne participent donc à la formation de la première boucle au sein du circuit de fluide caloporteur. La première vanne contrôle la circulation du fluide caloporteur entre la branche principale et la première branche, tandis que la deuxième vanne contrôle la circulation de fluide caloporteur au sein de la deuxième branche. Autrement dit, si la première vanne est ouverte et la deuxième vanne est fermée, la première boucle comprend la première portion de la branche principale et la première branche. Si la première vanne est fermée et la deuxième vanne est ouverte, la première boucle comprend la première portion de la branche principale et la deuxième branche. Il est également possible que la première vanne et la deuxième vanne soient ouvertes simultanément. Auquel cas la première boucle comprend la première portion de la branche principale, la première branche et la deuxième branche. Selon une caractéristique de l’invention, la branche principale comprend un deuxième point de divergence et un deuxième point de convergence, la troisième branche s’étendant entre le deuxième point de divergence et le deuxième point de convergence. Tel que ce qui a été décrit précédemment, la troisième branche est soit intégrée à la deuxième boucle, soit n’est pas utilisée.

Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de dérivation comprend une troisième vanne agencée sur le deuxième point de divergence. La troisième vanne peut par exemple consister en une vanne trois voies par laquelle afflue le fluide caloporteur sortant du troisième échangeur thermique. La troisième voie est donc apte à diriger le fluide caloporteur vers la troisième branche, ou bien de permettre au fluide caloporteur de poursuivre sa circulation au sein de la branche principale afin que ledit fluide caloporteur rejoigne la première branche par la suite. C’est donc en fonction d’une position de la troisième vanne que la deuxième boucle est formée de la première branche ou bien de la troisième branche.

Selon une caractéristique de l’invention, la troisième branche comprend un élément de chauffage électrique. L’élément de chauffage électrique permet d’augmenter la température du fluide caloporteur circulant dans la troisième branche, et ce au cours d’une configuration où l’élément de stockage électrique doit être réchauffé mais que le fluide caloporteur ne peut être réchauffé par le fluide réfrigérant via le deuxième échangeur de chaleur disposé sur la troisième branche. Selon une caractéristique de l’invention, le circuit de fluide caloporteur comprend une branche de contournement s’étendant entre un troisième point de divergence agencé sur la branche principale entre le premier échangeur thermique et le deuxième échangeur thermique et un troisième point de convergence agencé sur la branche principale entre le deuxième échangeur thermique et la deuxième pompe, la branche de contournement étant configurée pour que le fluide caloporteur contourne le deuxième échangeur thermique. La traversée du deuxième échangeur thermique par le fluide caloporteur peut créer une potentielle perte de charge. Ainsi, lorsqu’un échange de chaleur au sein du deuxième échangeur thermique n’est pas indispensable, il est alors avantageux de contourner celui-ci. Ainsi, le fluide caloporteur peut être guidé au sein de la branche de contournement par une quatrième vanne positionnée au niveau du troisième point de divergence, ladite quatrième vanne étant également apte à guide le fluide caloporteur vers le deuxième échangeur thermique.

Selon une caractéristique de l’invention, le circuit de fluide caloporteur comprend une pluralité de volets agencés en regard du deuxième échangeur thermique et configurés pour contrôler le passage du flux d’air extérieur à travers le deuxième échangeur thermique. Les volets sont installés au niveau de la face avant du véhicule, le long du deuxième échangeur thermique, et sont aptes à entrer en rotation sur eux-mêmes pour autoriser le passage du flux d’air extérieur à travers le deuxième échangeur thermique, ou bien pour bloquer ledit flux d’air extérieur. Lorsque les volets sont en position fermée, l’échange de chaleur se produisant normalement au sein du deuxième échangeur thermique ne peut être opéré. En revanche, le fait d’empêcher la traversée du flux d’air extérieur au sein de la face avant du véhicule améliore l’aérodynamisme de ce dernier et réduit donc sa consommation d’énergie. Un objectif est donc de maintenir les volets fermés aussi longtemps que possible afin d’économiser la consommation du véhicule, et de ne les ouvrir que lorsqu’un échange de chaleur entre le flux d’air extérieur et le fluide caloporteur est indispensable.

L’invention couvre également un système de traitement thermique pour véhicule, comprenant un circuit de fluide caloporteur tel que décrit précédemment, et un circuit de fluide réfrigérant parcouru par un fluide réfrigérant, ledit circuit de fluide réfrigérant comprenant une voie principale débutant à une première zone de convergence et se terminant à une zone de jonction, la voie principale comprenant un dispositif de compression, un radiateur configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un flux d’air intérieur destiné à être envoyé dans l’habitacle du véhicule, un évapo-condenseur configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le flux d’air extérieur et un dispositif d’accumulation, le circuit de fluide réfrigérant comprenant une première voie et une deuxième voie, toutes deux débutant à la zone de jonction et se terminant à la première zone de convergence, la première voie comprenant un évaporateur configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le flux d’air intérieur, la deuxième voie comprenant le premier échangeur de chaleur, le circuit de fluide réfrigérant comprenant en outre une troisième voie débutant en une première zone de divergence agencée sur la voie principale entre le radiateur et l’évapo-condenseur et se terminant à la zone de jonction, ladite troisième voie comprenant le deuxième échangeur de chaleur.

Le système de traitement thermique selon l’invention assure la coopération entre le circuit de fluide réfrigérant et le circuit de fluide caloporteur, et ce afin que chacun des circuits puisse assurer une ou plusieurs fonctions qui lui sont propres, lesdites fonctions étant assurés spécifiquement par l’un des circuits mais pouvant être mises en œuvre avec l’aide de l’autre circuit.

Le circuit de fluide réfrigérant a principalement pour fonction d’assurer le confort de l’habitacle du véhicule, tandis que le fluide caloporteur a pour fonction de traiter thermiquement le moteur électrique et l’élément de stockage électrique. Tel que cela a été décrit précédemment, le premier échangeur de chaleur et le deuxième échangeur de chaleur assurent tous deux un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur. Ainsi le fluide réfrigérant peut assurer de manière indirecte le traitement thermique du moteur électrique et/ ou de l’élément de stockage électrique, par exemple en refroidissant ou en réchauffant le fluide caloporteur via le premier échangeur de chaleur et/ou le deuxième échangeur de chaleur. A l’inverse, le fluide caloporteur peut participer de manière indirecte au confort de l’habitacle du véhicule ou au bon déroulement du cycle frigorifique du fluide réfrigérant, et ce en condensant ou en évaporant le fluide réfrigérant via le premier échangeur de chaleur et/ ou le deuxième échangeur de chaleur. L’invention couvre également un procédé de gestion d’un circuit de fluide caloporteur tel que décrit précédemment, dans lequel :

- au cours d’un premier mode de traitement thermique, on pilote le dispositif de dérivation afin de faire circuler le fluide caloporteur au sein de l’intégralité de la branche principale, - au cours d’un deuxième mode de traitement thermique, on pilote le dispositif de dérivation afin de former la première boucle et la deuxième boucle, chaque boucle étant parcourue indépendamment par le fluide caloporteur.

Le premier mode de traitement thermique correspond à un mode de traitement thermique passif. Autrement dit, le traitement thermique est effectué au sein du circuit de fluide caloporteur sans puiser d’énergie auprès du circuit de fluide réfrigérant.

Le deuxième mode de traitement thermique correspond quant à lui à un mode de traitement thermique actif. Autrement dit, le traitement thermique est effectué en puisant de l’énergie auprès du circuit de fluide réfrigérant. Selon une caractéristique du procédé, au cours du deuxième mode de traitement thermique :

- à une première étape de traitement thermique du moteur électrique, on pilote le dispositif de pilotage afin que la première boucle soit formée de la première portion de la branche principale et de la deuxième branche,

- à une deuxième étape de traitement thermique du moteur électrique, on pilote le dispositif de pilotage afin que la première boucle soit formée de la première portion de la branche principale et de la première branche.

A la première étape de traitement thermique du moteur électrique, la dissipation, via le deuxième échangeur thermique, des calories accumulées par le fluide caloporteur est suffisante pour traiter thermiquement le moteur électrique. La première boucle comprend alors la deuxième branche. A la deuxième étape de traitement thermique du moteur électrique, ce dernier est à température trop élevée pour que la dissipation des calories via le deuxième échangeur thermique suffise. La première boucle comprend alors la première branche afin que le fluide caloporteur puisse être refroidi via le premier échangeur de chaleur.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels : [fig 1] est un schéma d’un système de traitement thermique selon l’invention, comprenant un circuit de fluide réfrigérant et un circuit de fluide caloporteur,

[fig 2] est un schéma du système de traitement thermique selon l’invention illustrant une circulation d’un fluide réfrigérant au sein du circuit de fluide réfrigérant et d’un fluide caloporteur au sein du circuit de fluide caloporteur selon un premier mode de fonctionnement du système de traitement thermique,

[fig 3] est un schéma du système de traitement thermique selon l’invention illustrant la circulation du fluide réfrigérant au sein du circuit de fluide réfrigérant et du fluide caloporteur au sein du circuit de fluide caloporteur selon un deuxième mode de fonctionnement du système de traitement thermique,

[fig 4] est un schéma du système de traitement thermique selon l’invention illustrant la circulation du fluide réfrigérant au sein du circuit de fluide réfrigérant et du fluide caloporteur au sein du circuit de fluide caloporteur selon un troisième mode de fonctionnement du système de traitement thermique,

[fig 5] est un schéma du système de traitement thermique selon l’invention illustrant la circulation du fluide réfrigérant au sein du circuit de fluide réfrigérant et du fluide caloporteur au sein du circuit de fluide caloporteur selon un quatrième mode de fonctionnement du système de traitement thermique, [fig 6] est un schéma du système de traitement thermique selon l’invention illustrant la circulation du fluide réfrigérant au sein du circuit de fluide réfrigérant et du fluide caloporteur au sein du circuit de fluide caloporteur selon un cinquième mode de fonctionnement du système de traitement thermique,

[fig 7] est un schéma du système de traitement thermique selon l’invention illustrant la circulation du fluide réfrigérant au sein du circuit de fluide réfrigérant et du fluide caloporteur au sein du circuit de fluide caloporteur selon un sixième mode de fonctionnement du système de traitement thermique,

[fig 8] est un schéma du système de traitement thermique selon l’invention illustrant la circulation du fluide réfrigérant au sein du circuit de fluide réfrigérant et du fluide caloporteur au sein du circuit de fluide caloporteur selon un septième mode de fonctionnement du système de traitement thermique.

Les termes amont et aval employés dans la description qui suit se réfèrent au sens de circulation du fluide considéré, c’est-à-dire le fluide réfrigérant, le fluide caloporteur, un flux d’air extérieur à un habitacle du véhicule et/ou un flux d’air intérieur envoyé vers l’habitacle du véhicule. Sur la figure 1, un circuit de fluide réfrigérant est illustré en traits pleins et un circuit de fluide caloporteur est illustré en traits mixtes. Aux figures 2 à 8, pour chacun des circuits, les portions parcourues par leur fluide respectif sont en traits pleins et les portions sans circulation de fluide sont en traits pointillés. Par ailleurs, la circulation de chacun des fluides est illustrée en indiquant son sens de circulation par des flèches. Les traits pleins indiquant la circulation de fluide sont également d’épaisseur différente concernant le circuit de fluide réfrigérant. Plus précisément, les traits pleins les plus épais correspondent à des portions où le fluide réfrigérant circule à haute pression, les traits pleins d’épaisseur intermédiaire correspondent à des portions où le fluide réfrigérant circule à pression intermédiaire et les traits pleins les plus fins correspondent à des portions où le fluide réfrigérant circule à basse pression. Les termes « premier », « première », « deuxième », etc... utilisés dans la description n’ont pas vocation à indiquer un niveau de hiérarchisation ou ordonnancer les éléments qu’ils accompagnent. Ces termes permettent de distinguer les éléments qu’ils accompagnent et peuvent être intervertis sans que soit réduite la portée de l’invention.

La figure 1 illustre un système de traitement thermique 1 selon l’invention et configuré pour être notamment agencé au sein d’un véhicule. Le système de traitement thermique 1 comprend un circuit de fluide réfrigérant 2 représentés en traits pleins et un circuit de fluide caloporteur 3 représenté en traits mixtes. Le circuit de fluide réfrigérant 2 est parcouru par un fluide réfrigérant et le circuit de fluide caloporteur 3 est parcouru par un fluide caloporteur. A titre d’exemples, Le fluide réfrigérant peut être un fluide de type Ri34a ou Ri234yf tandis que le fluide caloporteur peut par exemple être de l’eau glycolée. Le circuit de fluide réfrigérant 2 comprend une pluralité de voies formant un circuit fermé. Le circuit de fluide réfrigérant 2 comprend notamment une voie principale 20 qui débute en une première zone de convergence 48 et qui se termine en une zone de jonction 45. Selon un sens de circulation du fluide réfrigérant, ce dernier circule au sein de la voie principale 20 de la première zone de convergence 48 vers la zone de jonction 45. La voie principale 20 comprend notamment un dispositif de compression 6 assurant la mise en circulation du fluide réfrigérant au sein du circuit de fluide réfrigérant 2 et la mise à haute pression et à haute température dudit fluide réfrigérant.

La voie principale 20 comprend un radiateur 25, agencé en aval du dispositif de compression 6 par rapport à un sens de circulation du fluide réfrigérant au sein du circuit de fluide réfrigérant 2. Le radiateur 25 assure une opération d’échange de chaleur entre le fluide réfrigérant à haute pression et à haute température et un flux d’air intérieur 5 destiné à être envoyé dans un habitacle du véhicule. Lors de l’échange de chaleur se produisant au sein du radiateur 25, le fluide réfrigérant chauffe le flux d’air intérieur 5 et celui-ci est par la suite envoyé vers l’habitacle du véhicule afin de chauffer celui-ci. A ce titre, le radiateur 25 peut être installé au sein d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation. Le fluide réfrigérant traversant nécessairement le radiateur 25, l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation peut par exemple inclure des moyens de guidage du flux d’air intérieur 5 pour que ce dernier contourne le radiateur 25 lorsque le chauffage de l’habitacle du véhicule n’est pas demandé.

La voie principale 20 comprend également un évapo-condenseur 26 configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un flux d’air extérieur 4 à l’habitacle du véhicule. Afin que l’échange de chaleur puisse être opéré, l’évapo-condenseur est positionné de sorte à être au niveau de la trajectoire dudit flux d’air extérieur 5. A ce titre, l’évapo-condenseur 26 peut par exemple être positionné au niveau d’une calandre située en face avant du véhicule. La voie principale 20 comprend également un premier dispositif de détente 41 disposé en amont de l’évapo-condenseur 26. Le premier dispositif de détente 41 est apte à détendre le fluide réfrigérant avant que ce dernier ne traverse l’évapo-condenseur 26. Le premier dispositif de détente 41 peut également faire circuler le fluide réfrigérant sans influer sur la pression de celui-ci. L’évapo-condenseur 26 peut faire office de condenseur ou d’évaporateur en fonction d’un mode de fonctionnement du système de traitement thermique 1. La zone de jonction 45 est disposée en aval de l’évapo-condenseur 26 et permet la séparation de la voie principale 20 en une première voie 21 et en une deuxième voie 22.

La première voie 21 comprend un évaporateur 27 assurant un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le flux d’air intérieur 5. L’évaporateur 27 peut être disposé au sein de l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation évoquée précédemment. La première voie 21 comprend également un premier organe de détente 42 assurant la détente du fluide réfrigérant. Une fois le fluide réfrigérant détendu, celui-ci traverse l’évaporateur 27 à basse température et permet donc de refroidir le flux d’air intérieur 5 avant que celui-ci ne soit envoyé vers l’habitacle du véhicule.

L’évaporateur 27 participe ainsi à une climatisation de l’habitacle du véhicule. Le premier organe de détente 42 peut également être complètement fermé lorsque la climatisation de l’habitacle du véhicule n’est pas nécessaire et qu’il est donc inutile de faire circuler le fluide réfrigérant dans la première voie 21.

Tel que cela a été décrit précédemment, le flux d’air intérieur 5 peut être refroidi en traversant l’évaporateur 27 lorsqu’une demande de climatisation de l’habitacle du véhicule est effectuée. Le flux d’air intérieur 5 peut également être chauffé en traversant le radiateur 25 lorsqu’une demande de chauffage de l’habitacle du véhicule est effectuée. L’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation est également apte à mettre en œuvre une déshumidification du flux d’air intérieur 5. Dans cette configuration, le fluide réfrigérant circule dans le radiateur 25 et dans l’évaporateur 27. Le flux d’air intérieur humide traverse donc dans un premier temps l’évaporateur 27 afin d’être refroidi et partiellement condensée. La condensation formée est par exemple retenue au niveau de l’évaporateur 27 tandis que le flux d’air intérieur 5 sec traverse le radiateur 25 afin d’y être chauffé. Le flux d’air intérieur 5 est ainsi chaud et sec lors de son envoi vers l’habitacle du véhicule.

La deuxième voie 22 est agencée en parallèle de la première voie 21 et comprend un premier échangeur de chaleur 12, ainsi qu’un deuxième organe de détente 43 disposé entre la zone de jonction 45 et le premier échangeur de chaleur 12. Le deuxième organe de détente 43 permet de détendre le fluide réfrigérant avant que ce dernier ne traverse le premier échangeur de chaleur 12. Le premier échangeur de chaleur 12 opère un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant circulant dans la deuxième voie 22 et le fluide caloporteur circulant dans le circuit de fluide caloporteur 3. Tel que cela sera décrit en détails par la suite, le circuit de fluide caloporteur 3 permet notamment de traiter thermiquement des éléments électriques ou électroniques du véhicule. Le fluide réfrigérant participe donc au traitement thermique de ces éléments électriques ou électroniques en interagissant thermiquement sur le fluide caloporteur, notamment via le premier échangeur de chaleur 12. Ainsi, lorsque le fluide réfrigérant circulant dans la deuxième voie 22 est détendu par le deuxième organe de détente 43, et traverse par la suite le premier échangeur de chaleur 12, le fluide caloporteur traversant également le premier échangeur de chaleur 12 au niveau du circuit de fluide caloporteur 3 est refroidi par le fluide réfrigérant. Un tel échange de chaleur permet également de participer à l’évaporation du fluide réfrigérant.

La première voie 21 et la deuxième voie 22 se terminent toutes deux au niveau de la première zone de convergence 48, où débute la voie principale 20. Cette dernière comprend également un dispositif d’accumulation 7, disposée entre la première zone de convergence 48 et le dispositif de compression 6. Ce dernier ne pouvant compresser que le fluide réfrigérant à l’état gazeux, le dispositif d’accumulation 7 est agencé en amont du dispositif de compression 6 dans le but de retenir une potentielle fraction de fluide réfrigérant n’ayant pas été évaporée lors de la circulation au sein du circuit de fluide réfrigérant 2. Le dispositif d’accumulation 7 garantit donc que le fluide réfrigérant traversant le dispositif de compression 6 soit intégralement à l’état gazeux, un passage de fluide réfrigérant à l’état liquide par le dispositif de compression 6 risquant d’endommager ce dernier. Le circuit de fluide réfrigérant 2 comprend également une troisième voie 23, qui débute au niveau d’une première zone de divergence 46 et se termine à la zone de jonction 45. La première zone de divergence 46 est disposée sur la voie principale 20, entre le radiateur 25 et le premier dispositif de détente 41. La troisième voie 23 permet donc notamment de contourner l’évapo- condenseur 26.

La troisième voie 23 comprend un deuxième échangeur de chaleur 13 et un deuxième dispositif de détente 44 disposé entre la première zone de divergence 46 et le deuxième échangeur de chaleur 13. Tout comme le premier dispositif de détente 41, le deuxième dispositif de détente 44 est apte à laisser passer le fluide réfrigérant sans influer sur la pression de celui-ci, ou bien de détendre le fluide réfrigérant de manière plus ou moins intense. Le deuxième échangeur de chaleur 13, tout comme le premier échangeur de chaleur 12, opère un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur circulant dans le circuit de fluide caloporteur 3. En fonction du traitement thermique souhaitant être appliqué au sein du circuit de fluide caloporteur 3, le deuxième dispositif de détente 44 peut plus ou moins détendre le fluide réfrigérant circulant dans la troisième voie 23. Il est alors possible de déterminer la température du fluide réfrigérant traversant le deuxième échangeur de chaleur 13 et d’en déduire à quelle température le fluide caloporteur sort du deuxième échangeur de chaleur 13 une fois l’échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur opéré. Le niveau de détente du fluide réfrigérant par le deuxième dispositif de détente 44 dépend donc d’un besoin de traitement thermique des éléments électriques ou électroniques auquel doit répondre le fluide caloporteur.

Le circuit de fluide réfrigérant 2 comprend également une quatrième voie 24, débutant à une deuxième zone de divergence 47 et se terminant à une deuxième zone de convergence 49. La première zone de divergence 47 est disposée sur la voie principale 20, entre l’évapo-condenseur 26 et la zone de jonction 45, tandis que la deuxième zone de convergence 49 est disposée sur la voie principale 20, entre la première zone de convergence 48 et le dispositif d’accumulation 7. La quatrième voie 24 permet donc au fluide réfrigérant qui y circule de contourner la première voie 21 et la deuxième voie 22. La quatrième voie 24 comprend une valve 65 qui assure le contrôle de la circulation du fluide réfrigérant dans la quatrième voie 24.

Afin d’éviter au fluide réfrigérant de circuler au sein du circuit de fluide réfrigérant 2 selon un sens de circulation non souhaité, le circuit de fluide réfrigérant 2 comprend une pluralité de clapets anti-retour. Un premier clapet anti -retour 66 est disposé sur la première voie 21, entre l’évaporat eur 27 et la première zone de convergence 48, et permet au fluide réfrigérant circulant dans la deuxième voie 22 de ne pas circuler dans la première voie 21 une fois arrivé à la première zone de convergence 48. Un deuxième clapet anti -retour 67 est disposé sur la voie principale 20, entre la deuxième zone de divergence 47 et la zone de jonction 45, et permet au fluide réfrigérant circulant dans la troisième voie 23 de ne pas circuler dans la voie principale 20 une fois arrivé à la zone de jonction 45. Enfin, un troisième clapet anti retour 68 est disposé sur la quatrième voie 24, entre la valve 65 et la deuxième zone de convergence 49, et permet au fluide réfrigérant circulant dans la voie principale 20 depuis la première zone de convergence 48 de ne pas circuler dans la quatrième voie 24 une fois arrivé à la deuxième zone de convergence 49. Le circuit de fluide caloporteur 3 comprend quant à lui une branche principale 30 pourvue d’une première pompe 8 assurant la mise en circulation du fluide caloporteur au sein du circuit de fluide caloporteur 3. La branche principale 30 comprend un premier échangeur thermique 35 configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et un moteur électrique 10 du véhicule. Celui-ci est notamment susceptible de dégager de la chaleur lorsque le véhicule est en fonctionnement, et doit donc être traité thermiquement afin de ne pas être endommagé par exemple à cause d’une température trop élevée. La branche principale 30 comprend également un deuxième échangeur thermique 36 qui est configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le flux d’air extérieur 4. Tout comme l’évapo-condenseur 26, le deuxième échangeur thermique 36 peut donc être agencé au niveau de la face avant du véhicule afin d’être placé au niveau d’une trajectoire du flux d’air extérieur 4.

La branche principale 30 comprend également une deuxième pompe 9 qui, à l’instar de la première pompe 8, assure la mise en circulation du fluide caloporteur. La branche principale 30 comprend par ailleurs un troisième échangeur thermique 37 configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et un élément de stockage électrique 11. Tout comme le moteur électrique 10, l’élément de stockage électrique 11 doit être traité thermiquement afin de ne pas être endommagé et/ou de fonctionner de manière optimale.

Le circuit de fluide caloporteur 3 comprend également une première branche 31, une deuxième branche 32 et une troisième branche 33, toutes trois agencées en parallèle les unes par rapport aux autres et s’étendant toutes trois spécifiquement entre deux points disposés sur la branche principale 30.

La première branche 31 s’étend entre un premier point de jonction 51 et un deuxième point de jonction 52, et comprend le premier échangeur de chaleur 12. Le fluide caloporteur circulant dans la première branche 31 interagit donc au sein du premier échangeur de chaleur 12 avec le fluide réfrigérant circulant dans la deuxième voie 22. Le premier point de jonction 51 est disposé sur la branche principale 30, entre le deuxième échangeur thermique

36 et la deuxième pompe 9. Le deuxième point de jonction 52 est disposé sur la branche principale 30, entre le troisième échangeur thermique 37 et la première pompe 8. La deuxième branche 32 s’étend en parallèle de la première branche 31 entre un premier point de divergence 53 et un premier point de convergence 56. Le premier point de divergence 53 est disposé sur la branche principale 30, entre le deuxième échangeur thermique 36 et le premier point de jonction 51, tandis que le premier point de convergence 56 est disposé sur la branche principale 30, entre le deuxième point de jonction 52 et la première pompe 8. La deuxième branche 32 n’étant pas pourvue d’un quelconque échangeur de chaleur, tout fluide caloporteur circulant dans la deuxième branche 32 n’y subit pas de traitement thermique.

La troisième branche 33 s’étend en parallèle de la première branche 31 et de la deuxième branche 32, entre un deuxième point de divergence 54 et un deuxième point de convergence 57. Le deuxième point de divergence 54 est disposé sur la branche principale 30, entre le troisième échangeur thermique

37 et le deuxième point de jonction, tandis que le deuxième point de convergence 57 est disposé sur la branche principale 30, entre le premier point de jonction 51 et la première pompe 9. La troisième branche 33 comprend le deuxième échangeur de chaleur 13 évoqué précédemment. Le fluide caloporteur circulant dans la troisième branche 33 interagit donc au sein du deuxième échangeur de chaleur 13 avec le fluide réfrigérant circulant dans la troisième voie 23. La troisième branche 33 peut également comprendre un élément de chauffage électrique 38, agencé entre le deuxième point de divergence 54 et le deuxième échangeur de chaleur 13, et ce afin d’augmenter la température du fluide caloporteur si une telle augmentation de température n’est pas possible via l’échange de chaleur opéré au sein du deuxième échangeur de chaleur 13. Le circuit de fluide caloporteur 3 comprend également un dispositif de dérivation 14, dont la fonction est de déterminer la circulation du fluide caloporteur au sein du circuit de fluide caloporteur 3. Le dispositif de dérivation 14 comprend une première vanne 61 agencée sur la branche principale 30, entre le premier point de jonction 51 et le premier point de divergence 53, et permet de contrôler la circulation de fluide caloporteur entre ces deux points. Le dispositif de dérivation 14 comprend également une deuxième vanne 62 disposée sur la deuxième branche 32 et une troisième vanne 63 disposée sur le deuxième point de divergence 54. La deuxième vanne 62 permet de contrôler la circulation de fluide caloporteur au sein de la deuxième branche 32. La troisième vanne 63 peut se présenter sous la forme d’une vanne trois voies permettant de diriger le fluide caloporteur circulant au sein de la branche principale 30 en sortie du troisième échangeur thermique 37 vers la troisième branche 33 ou bien de diriger le fluide caloporteur afin que ce dernier poursuive sa circulation au sein de la branche principale 30.

Les vannes formant le dispositif de dérivation 14 permettent ainsi de séparer le circuit de fluide caloporteur 3 en deux boucles distinctes au sein desquelles circule le fluide caloporteur, chacune de ces boucles étant dédiée au traitement thermique du moteur électrique 10 ou de l’élément de stockage électrique 11. La présence des deux pompes 8, 9 assure ainsi la circulation du fluide réfrigérant, et ce même si le circuit de fluide caloporteur 3 est séparé en deux boucles par le dispositif de dérivation.

Tel que cela sera visible par la suite, le circuit de fluide caloporteur 3 peut être divisé d’une part en une première boucle comprenant une première portion de la branche principale 30, ladite première portion étant pourvue d’au moins la première pompe 8, le premier échangeur thermique 35 et le deuxième échangeur thermique 36, et une branche parmi la première branche 31 ou la deuxième branche 32, et d’autre part en une deuxième boucle comprenant une deuxième portion de la branche principale 30, ladite deuxième portion étant pourvue d’au moins la deuxième pompe 9 et le troisième échangeur thermique 37, et d’une branche parmi la première branche 31 et la troisième branche 33. Il est à noter que lorsque l’une des boucles comprend la première branche 31, alors l’autre boucle n’intègre pas ladite première branche 31. Les deux boucles sont donc déterminées par le dispositif de dérivation 14, et ce en fonction du besoin de traitement thermique du moteur électrique 10 ou de l’élément de stockage électrique 11.

Le circuit de fluide caloporteur 3 comprend par ailleurs une branche de contournement 34 débutant en un troisième point de divergence 55 disposé sur la branche principale 30, entre le premier échangeur thermique 35 et le deuxième échangeur thermique 36, et se terminant en un troisième point de convergence 58 disposé sur la branche principale 30, entre le deuxième échangeur thermique 36 et le premier point de divergence 53. Autrement dit, la branche de contournement 34 permet au fluide caloporteur de contourner le deuxième échangeur thermique 36. Contourner le deuxième échangeur thermique 36 permet d’éviter une perte de charge du fluide caloporteur due à la traversée du deuxième échangeur thermique 36. Un tel contournement s’avère donc utile lorsque qu’il n’est pas nécessaire d’opérer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le flux d’air extérieur 4. La circulation du fluide caloporteur au sein de la branche de contournement 34 peut par exemple être contrôlée par une quatrième vanne 64 disposée sur le troisième point de divergence 55. La quatrième vanne 64 peut par exemple être une vanne trois voies permettant de diriger le fluide caloporteur vers la branche de contournement 34 ou vers le deuxième échangeur thermique 36 en fonction du besoin.

Le circuit de fluide caloporteur 3 comprend également un ensemble de volets 19 agencé en regard du deuxième échangeur thermique 36 et sur la trajectoire du flux d’air extérieur 4. Les volets 19 sont aptes à entrer en rotation sur eux- mêmes et de basculer entre une position ouverte autorisant le flux d’air extérieur 4 à traverser le deuxième échangeur thermique 36, et une position fermée empêchant le flux d’air extérieur 4 de traverser le deuxième échangeur thermique 36.

Lorsqu’il n’est pas indispensable d’opérer un échange thermique avec le flux d’air extérieur 4, les volets 19 peuvent basculer en position fermée pour empêcher la traversée dudit flux d’air extérieur 4. Lorsque le flux d’air extérieur ne traverse pas la face avant du véhicule, celui-ci présente alors un meilleur coefficient de pénétration dans l’air lorsqu’il est en mouvement, et la consommation du véhicule s’en retrouve alors diminuée. Il est donc avantageux de fermer les volets 19 dès que cela est possible.

La figure 2 représente la circulation du fluide réfrigérant FR et du fluide caloporteur FC au sein de leur circuit respectif selon un premier mode de fonctionnement du système de traitement thermique 1. Ce premier mode de fonctionnement consiste d’une part à climatiser l’habitacle du véhicule, et d’autre part à refroidir le moteur électrique 10 et l’élément de stockage électrique 11. Pour cette figure ainsi que pour les suivantes, seules les circulations des différents fluides seront décrites. On se reportera donc à la description de la figure 1 pour la description structurelle du circuit de fluide réfrigérant 2 et du circuit de fluide caloporteur 3.

Au niveau du circuit de fluide réfrigérant 2, le fluide réfrigérant FR est compressé et mis en circulation par le dispositif de compression 6, le fluide réfrigérant FR circule au sein de la voie principale 20 et traverse le radiateur 25. Grâce aux moyens de guidage de l’installation de ventilation, de chauffage et/ ou de climatisation, le flux d’air intérieur 5 contourne le radiateur et n’est donc pas chauffé par le fluide réfrigérant FR.

Le fluide réfrigérant FR poursuit sa circulation dans la voie principale 20 et traverse le premier dispositif de détente 41 qui laisse passer le fluide réfrigérant FR sans détendre celui-ci. Le fluide réfrigérant FR traverse ensuite l’évapo-condenseur 26 qui ici fait office de condenseur, et le fluide réfrigérant FR est donc au moins partiellement condensé par le flux d’air extérieur 4.

En sortie de l’évapo-condenseur 26, le fluide réfrigérant FR circule dans la voie principale 20 jusqu’à la zone de jonction 45, puis poursuit sa circulation dans la première voie 21 où il est détendu par le premier organe de détente 42 afin de traverser l’évaporateur 27 à basse température. Le flux d’air intérieur 5 circule à travers l’évaporateur 27 et est donc refroidi par le fluide réfrigérant FR. Le flux d’air intérieur 5 est ensuite envoyé au sein de l’habitacle du véhicule pour climatiser ce dernier.

En sortie de l’évaporateur 27, le fluide réfrigérant FR est au moins partiellement évaporé suite à l’échange de chaleur s’étant produit dans l’évaporateur 27. Le fluide réfrigérant FR continue de circuler dans la première voie 21, puis rejoint de nouveau la voie principale 20 via la première zone de convergence 48. Le fluide réfrigérant FR traverse ensuite le dispositif d’accumulation 7 où une potentielle fraction de fluide réfrigérant FR à l’état liquide y est retenue, puis est de nouveau compressé par le dispositif de compression 6.

Au niveau du circuit de fluide caloporteur 3, le fluide caloporteur FC est mis en circulation selon un premier mode de traitement thermique d’un procédé de gestion du circuit de fluide caloporteur 3. De ce fait, le fluide caloporteur FC circule intégralement au sein de la branche principale 30. Pour ce premier mode de fonctionnement, le dispositif de dérivation 14 ne sépare donc pas le circuit de fluide caloporteur 3 en deux boucles distinctes. Ainsi, la première vanne 61 est ouverte, la deuxième vanne 62 est fermée, et la troisième vanne 63 maintient le fluide caloporteur FC au sein de la branche principale. Le fluide caloporteur FC est donc mis en circulation par la première pompe 8 et/ou par la deuxième pompe 9. Etant donné que sur la figure 2, le fluide caloporteur FC ne circule qu’au sein d’une unique boucle, l’une des deux pompes 8, 9 suffit pour mettre en circulation le fluide caloporteur FC. Cependant, d’une manière avantageuse, les deux pompes 8, 9 peuvent être actives de manière simultanée afin de répartir l’effort de mise en circulation du fluide caloporteur FC entre les deux pompes 8, 9.

Selon la figure 2, le fluide caloporteur FC traverse le premier échangeur thermique 35 pour opérer un échange de chaleur avec le moteur électrique 10, le deuxième échangeur thermique 36 pour opérer un échange de chaleur avec le flux d’air extérieur 4 et le troisième échangeur thermique 37 pour opérer un échange de chaleur avec l’élément de stockage électrique 11.

Dans ce premier mode de fonctionnement, le moteur électrique 10 et l’élément de stockage électrique 11 présente une température modérée. Ainsi, la traversée du deuxième échangeur thermique 36 par le fluide caloporteur FC est suffisante pour que l’ensemble des calories captées par le fluide caloporteur FC en traversant le premier échangeur thermique 35 et le troisième échangeur thermique 37 soit dissipé par le flux d’air extérieur 4 au cours de l’échange de chaleur se produisant au sein du deuxième échangeur thermique 36. De ce fait, la quatrième vanne 64 dirige le fluide caloporteur FC vers le deuxième échangeur thermique 36. Les volets 19 sont ouverts afin que le flux d’air extérieur 4 puisse circuler au sein de la face avant du véhicule, et ce afin de capter les calories du fluide caloporteur FC en traversant le deuxième échangeur thermique 36 et de condenser le fluide réfrigérant FR en traversant l’évapo-condenseur 26.

Selon une telle configuration, le fluide caloporteur FC peut potentiellement circuler au sein de la première branche 31 et ainsi traverser le premier échangeur de chaleur 12 sans incidence étant donné que le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans la deuxième voie 22.

La figure 3 représente la circulation du fluide réfrigérant FR et du fluide caloporteur FC au sein de leur circuit respectif selon un deuxième mode de fonctionnement du système de traitement thermique 1. Ce deuxième mode de fonctionnement consiste à climatiser l’habitacle du véhicule ou à déshumidifier l’habitacle du véhicule via le circuit de fluide réfrigérant 2, et ce avec l’appui exclusif du circuit de fluide caloporteur 3.

Au niveau du circuit de fluide réfrigérant 2, le fluide réfrigérant FR est mis en circulation selon un mode de refroidissement de l’habitacle du véhicule d’un procédé de contrôle du circuit de fluide réfrigérant 2. Le fluide réfrigérant FR est compressé et mis en circulation par le dispositif de compression 6, le fluide réfrigérant FR circule au sein de la voie principale 20 et traverse le radiateur 25.

Contrairement au premier mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR circule ensuite au sein de la troisième voie 23 via la première zone de divergence 46 et est condensé au sein du deuxième échangeur de chaleur 13 et non au sein de l’évapo-condenseur 26. On se sert ici du fluide caloporteur FC circulant dans la troisième branche 33 pour condenser le fluide réfrigérant FR. Le deuxième dispositif de détente 44 laisse passer le fluide réfrigérant FR sans le détendre.

Le fluide réfrigérant FR poursuit sa circulation dans la troisième voie 23 et rejoint la zone de jonction 45, puis circule dans la première voie 21 afin d’être détendu par le premier organe de détente 42 et de traverser l’évaporateur 27 à basse température. Le flux d’air intérieur 5 est ainsi refroidi par le fluide réfrigérant FR en traversant l’évaporateur 27. Si l’objectif est de climatiser l’habitacle du véhicule, alors le flux d’air intérieur 5 contourne le radiateur 25. Si l’objectif est de déshumidifier l’habitacle du véhicule, alors le flux d’air intérieur 5 traverse également le radiateur 25. En sortie de l’évaporateur 27, le fluide réfrigérant FR rejoint la voie principale 20, puis traverse le dispositif d’accumulation 7 avant d’être de nouveau compressé par le dispositif de compression 6. Au niveau du circuit de fluide caloporteur 3, le dispositif de dérivation 14 sépare ce dernier en deux boucles distinctes. Ainsi, la première vanne 61 est fermée, la deuxième vanne 62 est ouverte, et la troisième vanne 63 dirige le fluide caloporteur FC vers la troisième branche 33. La première boucle 15 comprend donc la première portion 17 de la branche principale 30 et la deuxième branche 32, tandis que la deuxième boucle 16 comprend la deuxième portion 18 de la branche principale 30 ainsi que la troisième branche 33. Selon le deuxième mode de fonctionnement, la première branche 31 n’est donc pas utilisée. Une telle configuration correspond à une première étape de traitement thermique du moteur électrique 10, ladite étape étant relative à un deuxième mode de traitement thermique. Contrairement au premier mode de traitement thermique, le deuxième mode de traitement thermique assure la séparation du circuit de fluide caloporteur 3 en deux boucles 15, 16. La première étape de traitement thermique du moteur électrique 10 signifie que la première boucle 15 comprend la deuxième branche 32.

Au sein de la première boucle 15, le fluide caloporteur FC est mis en circulation par la première pompe 8 et traverse le premier échangeur thermique 35, puis est dirigé au sein de la branche de contournement 34 par le quatrième vanne 64. Le fluide caloporteur FC poursuit sa circulation dans la première portion 17 puis circule au sein de la deuxième branche 32 avant de rejoindre de nouveau la première pompe 8. La première boucle 15 traite donc thermiquement le moteur électrique 10 via le premier échangeur thermique 35 sans que les calories soient dissipées par le flux d’air extérieur 4 au niveau du deuxième échangeur thermique 36, ce dernier étant contourné. Une telle configuration, associée au fait que le fluide réfrigérant FR n’est pas condensé par l’évapo-condenseur 26 selon ce deuxième mode de fonctionnement, permet de maintenir les volets 19 en position fermée afin de favoriser l’aérodynamisme du véhicule et de réduire sa consommation. Cela conduit en revanche à une montée progressive de la température du moteur électrique 10 et du fluide caloporteur FC. Si la température de ce dernier devient trop élevée, il est alors possible d’ouvrir les volets 19, de modifier la position de la quatrième vanne 64 et de faire circuler le fluide caloporteur FC au sein du deuxième échangeur thermique 36 afin que le flux d’air extérieur 4 dissipe les calories du fluide caloporteur FC.

Au niveau de la deuxième boucle 16, le fluide caloporteur FC est mis en circulation par la deuxième pompe 9 et traverse le troisième échangeur thermique 37. Le fluide caloporteur FC circule ensuite jusqu’au deuxième point de divergence 54 où la troisième vanne 63 dirige le fluide caloporteur FC au sein de la troisième branche 33. Le fluide caloporteur FC traverse alors le deuxième échangeur de chaleur 13 et capte les calories du fluide réfrigérant FR circulant dans la troisième voie 23 afin de participer à la condensation de ce dernier. En sortie du deuxième échangeur de chaleur 13, le fluide caloporteur FC rejoint de nouveau la deuxième pompe 9.

Au-delà de condenser le fluide réfrigérant FR circulant dans la troisième voie 23 grâce à l’échange de chaleur opéré au sein du deuxième échangeur de chaleur 13, la deuxième boucle 16 permet de réchauffer l’élément de stockage électrique 11. En effet le fluide caloporteur FC est réchauffé en captant les calories du fluide réfrigérant FR au sein du deuxième échangeur de chaleur 13 puis circule au sein du troisième échangeur thermique 37 à température relativement élevée. Le fluide caloporteur FC permet ainsi de chauffer l’élément de stockage électrique 11. Une résistance interne de ce dernier s’en retrouve donc diminuée et un rendement global d’une chaîne de traction du véhicule s’en retrouve améliorée. Le deuxième mode de fonctionnement du système de traitement thermique 1 peut alors se poursuivre tant que la température de l’élément de stockage électrique 11 reste acceptable.

La figure 4 représente la circulation du fluide réfrigérant FR et du fluide caloporteur FC au sein de leur circuit respectif selon un troisième mode de fonctionnement du système de traitement thermique 1. Ce troisième mode de fonctionnement, tout comme le deuxième mode de fonctionnement, consiste à climatiser l’habitacle du véhicule ou à déshumidifier l’habitacle du véhicule via le circuit de fluide réfrigérant 2. Toutefois, contrairement au deuxième mode de fonctionnement, l’élément de stockage électrique 11 est à une température trop élevée pour que le fluide réfrigérant FR puisse être condensé via le deuxième échangeur de chaleur 13.

Le fluide réfrigérant FR doit donc, tout comme pour le premier mode de fonctionnement du système de traitement thermique 1, être condensé par le flux d’air extérieur 4 en traversant l’évapo-condenseur 26. La circulation du fluide réfrigérant FR au sein du circuit de fluide réfrigérant 2 est donc identique à celle illustrée sur la figure 2. Tout comme pour le deuxième mode de fonctionnement, le flux d’air intérieur 5 est refroidi en traversant l’évaporateur 27, et contourne le radiateur 25 si l’objectif est de climatiser l’habitacle du véhicule, ou traverse le radiateur 25 si l’objectif est de déshumidifier l’habitacle du véhicule.

La première boucle 15 et la deuxième boucle 16 du circuit de fluide caloporteur 3 sont identiques à ce qui est illustré sur la figure 3. Le fluide caloporteur FC circule donc toujours selon la première étape de traitement thermique du moteur électrique 10. On se reportera donc à la description de la figure 3 en ce qui concerne le descriptif de circulation du fluide caloporteur FC au sein des deux boucles 15, 16.

Les volets 19 sont en position ouverte afin d’autoriser le passage du flux d’air extérieur 4 pour que ce dernier puisse condenser le fluide réfrigérant FR circulant au sein de l’évapo-condenseur 26. Le flux d’air extérieur 4 peut donc également dissiper les calories du fluide caloporteur FC circulant dans la première boucle 15 si cela est nécessaire, par exemple si le fluide caloporteur FC est à température trop élevée pour correctement traiter thermiquement le moteur électrique io. Les volets 19 peuvent également basculer temporairement en position fermée dans une optique de dégivrage de l’évapo-condenseur 26 grâce à la circulation seule du fluide réfrigérant FR à haute pression. La figure 5 représente la circulation du fluide réfrigérant FR et du fluide caloporteur FC au sein de leur circuit respectif selon un quatrième mode de fonctionnement du système de traitement thermique 1. Ce quatrième mode de fonctionnement, consiste à chauffer l’habitacle du véhicule tout en refroidissant l’élément de stockage électrique 11. Un tel mode de fonctionnement est donc préconisé lorsque l’élément de stockage électrique 11 a atteint une température élevée, par exemple suite à un rechargement rapide dudit élément de stockage électrique 11.

Le fluide réfrigérant FR est mis en circulation par le dispositif de compression 6 et traverse le radiateur 25. Le flux d’air intérieur 5 est donc chauffé par le fluide réfrigérant FR à haute pression en traversant le radiateur 25 avant d’être dirigé au sein de l’habitacle du véhicule pour chauffer ce dernier.

Arrivé à la première zone de divergence 46, le fluide réfrigérant FR circule au sein de la troisième voie 23 jusqu’au deuxième dispositif de détente 44. Contrairement au deuxième mode de fonctionnement, le deuxième dispositif de détente 44 détend le fluide réfrigérant FR, afin que ce dernier traverse le deuxième échangeur de chaleur 13 à basse température. Cette détente du fluide réfrigérant FR est effectuée dans le but de refroidir le fluide caloporteur FC circulant dans la troisième branche 33 et traversant le deuxième échangeur de chaleur 13. Une telle configuration correspond à un mode de chauffage de l’habitacle du véhicule. Plus particulièrement, ladite configuration correspond à une étape de refroidissement du fluide caloporteur FC pendant le chauffage de l’habitacle du véhicule.

Le fluide réfrigérant FR circule ensuite jusqu’à la zone de jonction 45 et circule dans la deuxième voie 22 sans être détendu par le deuxième organe de détente 43 ni subir d’échange de chaleur au sein du premier échangeur de chaleur 12, l’objectif étant uniquement de rejoindre la voie principale 20. Ceci étant fait, le fluide réfrigérant FR traverse le dispositif d’accumulation 7 et est de nouveau compressé par le dispositif de compression 6.

Le fluide caloporteur FC circulant dans la première boucle 15 et dans la deuxième boucle 16 circule de manière identique à ce qui a été décrit en figures 3 et 4, toujours selon la première étape de traitement thermique du moteur électrique 10. Comme cela a été évoqué précédemment, l’objectif principal de ce quatrième mode de fonctionnement est de refroidir l’élément de stockage électrique 11. Au sein de la deuxième boucle 16, le fluide caloporteur FC est donc entraîné par la deuxième pompe 9 dans le but de refroidir l’élément de stockage électrique 11 en traversant le troisième échangeur thermique 37. En sortie de ce dernier, le fluide caloporteur FC circule dans la troisième branche 33 et est refroidi par le fluide réfrigérant FR au sein du deuxième échangeur de chaleur 13 tel que cela a été décrit précédemment. Le fluide caloporteur FC refroidi peut alors traverser de nouveau le troisième échangeur thermique 37 afin de refroidir l’élément de stockage électrique 11.

Dans le cas où l’élément de stockage électrique 11 est à température élevée suite à un rechargement rapide, le moteur électrique 10 est à température ambiante. La structure de la première boucle 15 est donc identique à ce qui a été décrit aux figures 3 et 4. Tout comme pour le deuxième mode de fonctionnement, les volets 19 sont de préférence en position fermée pour favoriser l’aérodynamisme du véhicule, et le fluide caloporteur FC circulant dans la première boucle 15 circule via la branche de contournement 34.

La figure 6 représente la circulation du fluide réfrigérant FR et du fluide caloporteur FC au sein de leur circuit respectif selon un cinquième mode de fonctionnement du système de traitement thermique 1. Ce cinquième mode de fonctionnement, consiste à chauffer l’habitacle du véhicule tout en refroidissant le moteur thermique 10 et en chauffant l’élément de stockage électrique 11. Pour ce cinquième mode de fonctionnement du système de traitement thermique 1 ainsi que pour les modes de fonctionnement décrits par la suite, le dispositif de dérivation 14 est configuré de sorte à ce que la première boucle 15 du circuit de fluide caloporteur 3 se compose de la première portion 17 de la branche principale 30 et de la première branche 31, contrairement aux modes de fonctionnement illustrés aux figures 3 à 5 où le fluide caloporteur FC de la première boucle 15 circulait au sein de la deuxième branche 32. De ce fait, la première vanne 61 est ouverte et la deuxième vanne 62 est fermée. La deuxième boucle 16 est en revanche inchangée. La position de la troisième vanne 63 reste donc inchangée par rapport à ce qui a été décrit précédemment. Une telle configuration correspond à une deuxième étape de traitement thermique du moteur électrique 10, ladite étape étant relative au deuxième mode de traitement thermique du procédé de gestion du circuit de fluide caloporteur 3. La deuxième étape de traitement thermique du moteur électrique 10 signifie que la première boucle 15 comprend la première branche 31.

Le fluide réfrigérant FR circule quant à lui au sein du circuit de fluide réfrigérant 2 selon une étape de chauffage du fluide caloporteur FC pendant le chauffage de l’habitacle du véhicule, selon le procédé de contrôle du circuit de fluide réfrigérant 2. De ce fait, le fluide réfrigérant FR est mis en circulation par le dispositif de compression 6 et traverse le radiateur 25. Le flux d’air intérieur 5 est donc chauffé par le fluide réfrigérant FR à haute pression en traversant le radiateur 25 avant d’être dirigé au sein de l’habitacle du véhicule pour chauffer ce dernier.

Arrivé à la première zone de divergence 46, le fluide réfrigérant FR circule au sein de la troisième voie 23 jusqu’au deuxième dispositif de détente 44. Ce dernier laisse circuler le fluide réfrigérant FR sans le détendre. Le fluide réfrigérant FR traverse le deuxième échangeur de chaleur 13 à haute pression afin de céder ses calories au fluide caloporteur FC circulant dans la troisième branche 33. Le fluide caloporteur FC sort donc du deuxième échangeur de chaleur 13 à température plus élevée, dans le but de circuler au sein du troisième échangeur thermique 37 et de chauffer l’élément de stockage électrique 11. La résistance interne de ce dernier s’en retrouve donc diminuée et un rendement global d’une chaîne de traction du véhicule s’en retrouve améliorée. En sortie du deuxième échangeur de chaleur 13, le fluide réfrigérant FR poursuit sa circulation dans la troisième voie 23, rejoint la zone de jonction 45, puis circule dans la deuxième voie 22. Le fluide réfrigérant FR est alors détendu par le deuxième organe de détente 43 et traverse le premier échangeur de chaleur 12 à basse pression dans le but de refroidir le fluide caloporteur FC circulant dans la première branche 31.

En sortie du premier échangeur de chaleur 12, le fluide réfrigérant FR rejoint la voie principale 20 puis traverse le dispositif d’accumulation 7 avant d’être de nouveau compressé par le dispositif de compression 6. Au niveau de la première boucle 15 du circuit de fluide caloporteur 3, l’objectif est de refroidir le moteur électrique 10. Ce dernier peut en effet atteindre une température élevée, par exemple lorsque le véhicule roule à vitesse élevée sur une autoroute. Le fluide caloporteur FC est donc mis en circulation au sein de la première boucle 15 par la première pompe 8 et capte les calories du moteur électrique 10 en traversant le premier échangeur thermique 35. Le fluide caloporteur FC circule ensuite au sein de la première branche 31 et est refroidi au sein du premier échangeur de chaleur 12 par le fluide réfrigérant FR circulant au sein de la deuxième voie 22 et traversant également le premier échangeur de chaleur 12. Une fois refroidi, le fluide caloporteur FC rejoint la première pompe 8 et peut alors refroidir le moteur thermique 10 en traversant de nouveau le premier échangeur thermique 35.

Le refroidissement du fluide caloporteur FC au sein du premier échangeur de chaleur 12 et le fait que le fluide réfrigérant ne circule pas via l’évapo- condenseur 26 permet aux volets 19 de basculer en position fermée afin d’empêcher la circulation du flux d’air extérieur 4 et de favoriser l’aérodynamisme du véhicule. Par ailleurs le fluide caloporteur FC peut également contourner le deuxième échangeur thermique 36 en circulant via la branche de contournement 34 grâce à la quatrième vanne 64.

La figure 7 représente la circulation du fluide réfrigérant FR et du fluide caloporteur FC au sein de leur circuit respectif selon un sixième mode de fonctionnement du système de traitement thermique 1. Ce sixième mode de fonctionnement, consiste à chauffer l’habitacle du véhicule tout en refroidissant le moteur thermique 10 et l’élément de stockage électrique 11.

Par rapport au cinquième mode de fonctionnement décrit en figure 6, la circulation du fluide réfrigérant FR et du fluide caloporteur FC est rigoureusement identique. Ainsi, la deuxième étape de traitement thermique du moteur électrique îo est toujours mise en œuvre au sein du circuit de fluide caloporteur 3. On se référera donc à la description de la figure 6 pour les caractéristiques communes au cinquième et au sixième mode de fonctionnement. La différence du sixième mode de fonctionnement par rapport au cinquième mode de fonctionnement réside dans le fait que l’élément de stockage électrique 11 doit être refroidi et non réchauffé.

Ainsi, seule la fonction du deuxième dispositif de détente 44 diffère par rapport au cinquième mode de fonctionnement. Autrement dit, le fluide réfrigérant FR circule dans le circuit de fluide réfrigérant 2 pendant l’étape de refroidissement du fluide caloporteur FC. Le deuxième dispositif de détente 44 va donc détendre le fluide réfrigérant FR à une pression intermédiaire afin de refroidir le fluide réfrigérant FR avant sa traversée du deuxième échangeur de chaleur 13. Ainsi, le fluide réfrigérant FR étant à pression intermédiaire, le fluide caloporteur FC circulant dans la troisième branche 33 est alors refroidi, et non chauffé tel que ce qui a été décrit sur la figure 6. Le fluide caloporteur FC refroidi peut ensuite circuler jusqu’au troisième échangeur thermique 37 afin de refroidir l’élément de stockage électrique 11.

Le fluide réfrigérant FR circule ensuite au sein de la deuxième voie 22 et est détendu par le deuxième organe de détente 43 afin de passer de pression intermédiaire à basse pression, et ce afin de refroidir le fluide caloporteur FC circulant dans la première branche 31 au sein du premier échangeur de chaleur 12. Le fluide caloporteur FC refroidi peut ensuite circuler jusqu’au premier échangeur thermique 35 afin de refroidir le moteur électrique 10.

La figure 8 représente la circulation du fluide réfrigérant FR et du fluide caloporteur FC au sein de leur circuit respectif selon un septième mode de fonctionnement du système de traitement thermique 1. Ce septième mode de fonctionnement, consiste à chauffer l’habitacle du véhicule tout en refroidissant le moteur thermique 10 et en chauffant ou en refroidissant l’élément de stockage électrique 11. Ce septième mode de fonctionnement est utilisé dans le cas où le cinquième mode de fonctionnement ou le sixième mode de fonctionnement est insuffisant pour refroidir le moteur électrique 10 efficacement.

Le fluide réfrigérant FR est mis en circulation par le dispositif de compression 6 et traverse le radiateur 25. Le flux d’air intérieur 5 est donc chauffé par le fluide réfrigérant FR à haute pression en traversant le radiateur 25 avant d’être dirigé au sein de l’habitacle du véhicule pour chauffer ce dernier.

Au niveau de la première zone de divergence 46, le fluide réfrigérant FR se divise en deux fractions. Une première fraction de fluide réfrigérant FR poursuit sa circulation au sein de la voie principale 20 tandis qu’une deuxième fraction de fluide réfrigérant FR circule au sein de la troisième voie 23.

La première fraction de fluide réfrigérant FR circule jusqu’au premier dispositif de détente 41 et est détendue par ce dernier avant de traverser l’évapo-condenseur 26 qui ici fait office d’évaporateur. En sortie de l’évapo- condenseur 26, le fluide réfrigérant FR circule alors dans la quatrième voie 24, la valve 65 étant ouverte, et rejoint directement la voie principale 20 via la deuxième zone de convergence 49, en contournant la première voie 21 et la deuxième voie 22. La circulation de la première fraction de fluide réfrigérant FR fait ainsi office de pompe à chaleur au sein du circuit de fluide réfrigérant 2. La deuxième fraction de fluide réfrigérant FR circule dans la troisième voie 23 jusqu’au deuxième dispositif de détente 44 qui détend le fluide réfrigérant FR à pression intermédiaire afin de refroidir le fluide caloporteur FC au sein du deuxième échangeur de chaleur 13, tel que ce qui a été décrit en figure 7. Sur la figure 8, le deuxième dispositif de détente 44 se comporte de manière identique à ce qui a été décrit en figure 7 car l’objectif est de refroidir l’élément de stockage électrique 11 via le fluide caloporteur FC. Il est toutefois possible que le deuxième dispositif de détente 44 se comporte de manière identique à ce qui a été décrit en figure 6 si l’objectif est de réchauffer l’élément de stockage électrique. Une telle alternative est ici non représentée. Autrement dit, le fluide réfrigérant FR peut être mis en circulation lors de l’étape de refroidissement du fluide caloporteur FC tel qu’illustré sur la figure 8, ou lors de l’étape de chauffage du fluide caloporteur FC, pendant le chauffage de l’habitacle du véhicule.

Le fluide réfrigérant FR circule ensuite au sein de la deuxième voie 22 et est détendu par le deuxième organe de détente 43 afin de passer de pression intermédiaire à basse pression, et ce afin de refroidir le fluide caloporteur FC circulant dans la première branche 31 au sein du premier échangeur de chaleur 12. Le fluide caloporteur FC refroidi peut ensuite circuler jusqu’au premier échangeur thermique 35 afin de refroidir le moteur électrique 10.

En sortie du premier échangeur de chaleur 12, le fluide réfrigérant FR rejoint par la suite la voie principale 20 puis traverse le dispositif d’accumulation 7 avant d’être de nouveau compressé par le dispositif de compression 6.

Tout comme pour le cinquième mode de fonctionnement et le sixième mode de fonctionnement, le fluide caloporteur FC circule selon la deuxième étape de traitement thermique du moteur électrique 10. Afin d’améliorer le refroidissement du moteur thermique 10, en plus d’être refroidi par le premier échangeur de chaleur 12, le fluide caloporteur FC circulant dans la première boucle 15 cède également des calories en traversant le deuxième échangeur thermique 36, contrairement au cinquième mode de fonctionnement et au sixième mode de fonctionnement où le fluide caloporteur FC contourne le deuxième échangeur thermique 36 via la branche de contournement 34.

Ainsi, pour ce septième mode de fonctionnement, les volets 19 sont en position ouverte afin d’autoriser la circulation du flux d’air extérieur 4 à travers le deuxième échangeur thermique 36 pour au moins partiellement dissiper les calories du fluide caloporteur FC circulant dans la première boucle 15, ainsi qu’à travers l’évapo-condenseur 26 pour évaporer le fluide réfrigérant FR circulant au sein de l’évapo-condenseur 26. Les sept modes de fonctionnement décrits ci-dessus sont non exhaustifs, et d’autres modes de fonctionnement adaptés à différentes situations peuvent être mis en œuvre par le système de traitement thermique 1 selon l’invention.

Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention.

L’invention, telle qu’elle vient d’être décrite, atteint bien le but qu’elle s’était fixée, et permet de proposer un circuit de fluide caloporteur apte à être séparé en au moins deux boucles, chacune des boucles étant dédiée à une fonction qui lui est propre. Des variantes non décrites ici pourraient être mises en œuvre sans sortir du contexte de l’invention, dès lors que, conformément à l’invention, elles comprennent un circuit de fluide caloporteur conforme à l’invention.