TITRE : SYSTEME DE GESTION THERMIQUE POUR VEHICULE HYBRIDE OU ELECTRIQUE

Domaine technique de l'invention

L’invention se rapporte au domaine des véhicules automobiles et plus particulièrement à un circuit de gestion thermique pour véhicule automobile hybride ou électrique.

Arrière-plan technique

Dans les véhicules électriques et hybrides, la gestion thermique de l’habitacle est généralement gérée par un circuit de climatisation inversible. Par inversible, on entend que ce circuit de climatisation peut fonctionner dans un mode de refroidissement afin de refroidir l’air à destination de l’habitacle et dans un mode pompe à chaleur afin de réchauffer l’air à destination de l’habitacle. Ce circuit de climatisation inversible peut également comporter une dérivation afin de gérer la température des batteries du véhicule électrique ou hybride. Il est ainsi possible de refroidir ou même de réchauffer les batteries grâce à la boucle de climatisation inversible. En mode de pompe à chaleur, les calories sont prélevées dans l'air extérieur pour être transmise à un flux d'air interne qui est soufflé dans l'habitacle pour le réchauffer.

Cependant, lorsque la température extérieure est très basse, il n'est pas possible d'utiliser le circuit de climatisation dans un tel mode de pompe à chaleur.

Il est donc connu d'agencer dans le flux d'air interne un dispositif de chauffage électrique qui chauffe directement le flux d'air. Cependant, cela nécessite d'agencer dans le flux d'air un composant supplémentaire ce qui est onéreux et ce qui encombre le véhicule. Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un circuit de gestion thermique amélioré.

Résumé de l'invention

Un aspect de l’invention concerne un système de gestion thermique d'un véhicule hybride ou électrique, le système de gestion thermique comportant un circuit de climatisation inversible dans lequel circule un fluide réfrigérant et comportant un échangeur de chaleur bifluide agencé conjointement sur un circuit d’un premier fluide caloporteur, le circuit de climatisation comportant successivement, dans une boucle principale, un compresseur, un premier échangeur de chaleur agencé pour échanger des calories avec un fluide caloporteur, de façon directe ou indirecte, le fluide caloporteur étant par exemple un flux d’air interne soufflé dans l’habitacle du véhicule, un organe de détente du fluide réfrigérant et un deuxième échangeur de chaleur agencé pour échanger des calories avec un fluide caloporteur, de façon directe ou indirecte, le fluide caloporteur étant par exemple un flux d’air interne soufflé dans l’habitacle du véhicule, le circuit du premier fluide caloporteur comportant :

- une première branche comportant une première pompe, un dispositif de chauffage du premier fluide caloporteur et l'échangeur de chaleur bifluide,

- une deuxième branche dont une extrémité amont est raccordée directement à la première branche en aval de l'échangeur de chaleur bifluide et dont une extrémité aval est raccordée directement à une extrémité amont de la première branche, dans lequel le circuit du premier fluide caloporteur comporte:

- une troisième branche qui comporte une deuxième pompe et un troisième échangeur de chaleur, par exemple un échangeur de chaleur "machines électriques" qui permet l'échange de chaleur entre de l'électronique de puissance et/ou un moteur électrique du véhicule, d'une part, et le premier fluide caloporteur, d'autre part,

-une quatrième branche qui comporte un quatrième échangeur de chaleur, par exemple un échangeur de chaleur "batteries" qui est configuré pour permettre l'échange de chaleur entre des batteries du véhicule et le premier fluide caloporteur, la quatrième branche comportant une extrémité amont qui est raccordée à une extrémité aval de la première branche et une extrémité aval qui est raccordée à la deuxième branche, une extrémité amont de la quatrième branche étant raccordée à une extrémité aval de la troisième branche, et une extrémité aval de la quatrième branche étant raccordée à une extrémité amont de la troisième branche.

- le circuit du premier fluide caloporteur étant configuré de manière que, dans un premier mode de chauffage du flux d'air interne :

- dans une première boucle du premier fluide caloporteur, le premier fluide caloporteur passant à travers le dispositif de chauffage, par exemple la totalité du fluide traversant le dispositif de chauffage, passe à travers l'échangeur de chaleur bifluide et dans la première pompe, le dispositif de chauffage et l'échangeur de chaleur bifluide étant actifs, notamment de façon à chauffer le fluide réfrigérant passant dans l’échangeur de chaleur bifluide, et, de façon simultanée ou de façon indépendante à la circulation du premier fluide caloporteur dans la première boucle du premier fluide caloporteur, le circuit est configuré pour que, dans une deuxième boucle du premier fluide caloporteur, le premier fluide caloporteur passant dans l’échangeur de chaleur "batteries", par exemple la totalité du premier fluide caloporteur passant dans l’échangeur de chaleur "batteries" passe à travers l’échangeur de chaleur "machines électriques" et dans la deuxième pompe, notamment de façon à chauffer le premier fluide caloporteur traversant l’échangeur de chaleur "batteries" grâce à la chaleur récupérée par l’échangeur de chaleur "machines électriques".

A cet effet, le système comprend une unité de commande centrale, ladite unité comprenant au moins un calculateur, une mémoire et un programme d’ordinateur stocké dans la mémoire, ledit programme d’ordinateur étant configuré pour faire fonctionner le système de la façon décrite ci-dessus et ci-dessous.

Ce système permet de réaliser au moins deux fonctions avec un circuit d’un premier fluide caloporteur simple, à savoir la fonction de réchauffage des batteries par le moteur électrique et conjointement la fonction de récupération de chaleur depuis le dispositif de chauffage électrique vers l’habitacle du véhicule.

Selon certains aspects de l’invention, le système ci-dessus comprend l’un ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

- dans la première branche, l'échangeur de chaleur bifluide est agencé en aval du dispositif de chauffage du premier fluide caloporteur, de préférence directement en aval ;

- outre la première pompe, le dispositif de chauffage du premier fluide caloporteur et l'échangeur de chaleur bifluide, la première branche ne comporte aucun autre dispositif susceptible de modifier sensiblement la quantité de chaleur accumulée par le premier fluide caloporteur ;

- la deuxième branche ne comporte aucun dispositif susceptible de modifier sensiblement la quantité de chaleur accumulée par le premier fluide caloporteur ;

- le circuit du premier fluide caloporteur est configuré pour pouvoir faire circuler la totalité du fluide réfrigérant traversant le dispositif de chauffage et l’échangeur de la chaleur bifluide à travers l’échangeur de chaleur « batteries » dans une troisième boucle du premier fluide caloporteur, notamment de façon à chauffer le premier fluide caloporteur traversant l’échangeur de chaleur « batteries » lorsque le dispositif de chauffage est actif ou alternativement de façon à refroidir le premier fluide caloporteur traversant l’échangeur de chaleur « batteries » lorsque l’échangeur de chaleur bifluide est actif ;

- le circuit du premier fluide caloporteur comporte une première vanne trois voies reliant la première branche en aval de l’échangeur de chaleur bifluide, la quatrième branche en amont de l’échangeur de chaleur « batteries » et l’extrémité amont de la deuxième branche ;

- le circuit du premier fluide caloporteur comporte une cinquième branche équipée d'un radiateur agencé dans un flux d'air externe, une extrémité aval de la cinquième branche étant raccordée à une extrémité amont de la troisième branche et une extrémité amont de la cinquième branche étant raccordée à une extrémité aval de la troisième branche, le circuit étant configuré pour pouvoir faire circuler, dans une quatrième boucle du premier fluide caloporteur, la totalité du premier fluide caloporteur traversant l’échangeur de chaleur "machines électriques" à travers le radiateur externe et la deuxième pompe, notamment de façon à permettre un refroidissement passif du premier fluide caloporteur traversant l’échangeur de chaleur "machines électriques" par refroidissement dans le radiateur externe ;

- le circuit du premier fluide caloporteur comporte une deuxième vanne trois voies reliant la troisième branche en aval de l’échangeur de chaleur « machines électriques » , la quatrième branche en amont de l’échangeur de chaleur « batteries » et la cinquième branche en amont du radiateur externe ;

- le circuit comporte une sixième branche reliant la cinquième branche en amont du radiateur externe et la quatrième branche en aval de l’échangeur de chaleur « batteries » , et une septième branche reliant la première branche en amont du dispositif de chauffage et la cinquième branche en aval du radiateur externe ;

- le circuit du premier fluide caloporteur est configuré pour permettre la circulation du premier fluide caloporteur dans une cinquième bouche du premier fluide caloporteur dans laquelle la totalité du fluide traversant l’échangeur de chaleur « batteries » traverse le radiateur externe, notamment en traversant la septième branche et la sixième branche, notamment de façon à permettre le refroidissement passif du premier fluide caloporteur traversant l’échangeur de chaleur « batteries » par refroidissement dans le radiateur externe ;

- le circuit du premier fluide caloporteur est configuré pour permettre parallèlement à la cinquième boucle du premier fluide caloporteur, la circulation du premier fluide caloporteur dans la quatrième boucle du premier fluide caloporteur dans laquelle la totalité du fluide traversant l’échangeur de chaleur « machines électriques » traverse le radiateur externe, le fluide circulant dans la cinquième branche étant divisé entre la septième branche vers l’échangeur de chaleur batteries et la troisième branche vers l’échangeur de chaleur « machines électriques », notamment de façon à permettre simultanément le refroidissement passif du premier fluide caloporteur traversant l’échangeur de chaleur « batteries » et du premier fluide caloporteur traversant l’échangeur de chaleur « machines électriques » par refroidissement dans le radiateur externe ;

- le circuit du premier fluide caloporteur comprend une troisième vanne trois voies reliant la quatrième branche en aval de l’échangeur de chaleur « batteries » , la deuxième branche et la sixième banche, notamment de façon à relier ou non l’échangeur de chaleur batteries au radiateur externe ;

- le circuit du premier fluide caloporteur est configuré pour permettre la circulation du fluide caloporteur dans la troisième boucle du premier fluide caloporteur dans laquelle la totalité du fluide traversant l’échangeur de chaleur « machines électriques » traverse le radiateur externe et dans la quatrième boucle du premier fluide caloporteur dans laquelle la totalité du fluide réfrigérant traversant l’échangeur de chaleur « batteries », traverse le dispositif de chauffage et l’échangeur de la chaleur bifluide ;

-le circuit du premier fluide caloporteur comprend une quatrième vanne reliant la quatrième branche en aval de l’échangeur de chaleur « batteries », la troisième vanne et la troisième branche en amont de l’échangeur de chaleur « machines électriques » , notamment de façon à pouvoir empêcher avec les troisième et quatrièmes vannes la circulation du premier fluide caloporteur de la troisième boucle du premier fluide caloporteur vers la quatrième boucle du premier fluide caloporteur par la sixième branche et par la troisième branche ;

-le circuit du premier fluide caloporteur est configuré pour permettre que le fluide circulant à travers l’échangeur de chaleur « batteries » passe en amont d’une part dans le dispositif de chauffage, l’échangeur de chaleur bifluide et la première pompe en formant ainsi la troisième boucle du premier fluide caloporteur et d’autre part dans une sixième boucle du premier fluide caloporteur en passant dans l’échangeur de chaleur « machines électriques » et la deuxième pompe, de façon à permettre notamment un mode de récupération de chaleur par le circuit de fluide réfrigérant, les calories étant fournies par l’échangeur de chaleur « machines électriques » , le dispositif de chauffage et/ou l’échangeur de chaleur « batteries ».

Un autre aspect de l’invention concerne un procédé de fonctionnement d'un système réalisé tel que décrit ci-dessus, dans lequel, dans un premier mode de chauffage du flux d'air interne, la totalité du premier fluide caloporteur passant à travers le dispositif de chauffage passe ensuite à travers l'échangeur de chaleur bifluide avant de revenir à la première pompe par la deuxième branche, le dispositif de chauffage et l'échangeur de chaleur bifluide étant actifs.

Un autre aspect de l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent le système de conditionnement thermique à fonctionner de la façon décrite ci- dessus.

Brève description des figures

D'autres caractéristiques et avantages des aspects de l'invention apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés décrits succinctement ci-dessous.

La figure 1 est une vue schématique qui représente un exemple de circuit de climatisation qui équipe le système de gestion thermique réalisé selon un aspect de l’invention.

La figure 2 est une vue schématique qui représente un circuit du premier fluide caloporteur qui équipe le système de gestion thermique réalisé selon un aspect de l’invention et qui est destiné à fonctionner en coopération avec le circuit de climatisation de la figure 1 .

La figure 3 est une vue du circuit du premier fluide caloporteur de la figure 1 fonctionnant dans un mode de chauffage actif d'un flux d'air interne et de chauffage passif d’une ou plusieurs batteries (i.e. des batteries) du véhicule.

La figure 4 est une vue du circuit du premier fluide caloporteur de la figure 1 fonctionnant dans un mode de refroidissement actif (ou chauffage actif) des batteries et de refroidissement passif d'un moteur électrique et/ou de l'électronique de puissance du véhicule.

La figure 5 est une vue du circuit du premier fluide caloporteur de la figure 1 fonctionnant dans un mode de chauffage interne par récupération de chaleur dans l’échangeur de chaleur bifluide 14, la chaleur étant fournie par le dispositif de chauffage électrique 14 et/ou l’échangeur de chaleur batteries 68 et/ou l’échangeur de chaleur moteurs électriques 66.

La figure 6 est une vue schématique qui représente un circuit du premier fluide caloporteur qui équipe le système de gestion thermique réalisé selon un autre aspect de l’invention, et qui est destiné à fonctionner en coopération avec le circuit de climatisation de la figure 1 .

La figure 7 est une vue du circuit du premier fluide caloporteur de la figure 5 fonctionnant dans un mode de refroidissement passif des batteries, du moteur électrique et/ou de l'électronique de puissance du véhicule.

La figure 8 est une vue du circuit du premier fluide caloporteur de la figure 5 fonctionnant dans un mode de refroidissement des batteries et de refroidissement passif du moteur électrique et/ou de l'électronique de puissance du véhicule.

La figure 9 est une vue du circuit du premier fluide caloporteur de la figure 5 fonctionnant dans un mode de refroidissement actif des batteries du moteur électrique et/ou de l'électronique de puissance du véhicule.

Description détaillée de l'invention

Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par une même référence.

Dans la description qui suit, le terme " un premier élément en amont d'un deuxième élément " signifie que le premier élément est placé avant le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, d'un fluide. De manière analogue, le terme " un premier élément en aval d'un deuxième élément " signifie que le premier élément est placé après le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, du fluide considéré. Le sens de circulation est défini par les flèches du compresseur ou par les flèches des pompes le cas échéant.

Le terme "branche" se rapporte ici à un tronçon de circuit ouvert à ses deux extrémités comportant uniquement des éléments agencés en série.

A noter également que le terme « des batteries » ne doit pas s’entendre comme toutes les batteries du véhicule mais comme plusieurs batteries.

Le terme « batterie » doit s’entendre de toute unité de stockage d’énergie apte à restituer cette énergie sous forme électrique.

Dans les dessins, on représentera les conduites dans lesquelles le fluide caloporteur est en mouvement en traits gras et les conduites dans lesquelles le fluide caloporteur n'est pas en mouvement en traits fins.

Comme illustré aux différentes figures, l’invention concerne un système de conditionnement thermique. Il s’agit, par exemple, d’un système de gestion thermique pour véhicule automobile. Il s'agit ici d'un véhicule automobile électrique ou hybride qui comporte un moteur électrique qui fournit un couple moteur à des roues motrices du véhicule. Le moteur électrique est alimenté en courant électrique au moins par des batteries, dites batteries de traction. Pendant le fonctionnement du véhicule, le moteur électrique et la batterie sont susceptibles de produire de la chaleur.

Comme plus particulièrement illustré à la figure 1 , ledit système comporte un premier circuit 10 de climatisation dans lequel circule un fluide réfrigérant (ou « circuit de fluide réfrigérant »), comme représenté à la figure 1 , et un deuxième circuit 12 du premier fluide caloporteur dans lequel circule un fluide caloporteur, comme représenté à la figure 2.

Le fluide caloporteur est, par exemple, un liquide caloporteur tel que de l’eau comprenant un antigel, notamment de l’eau glycolée, ou toute autre fluide caloporteur adapté. Le fluide réfrigérant est par exemple un hydrofluorocarbure, tel que du R- 134a ou R1234yf ou R744.

Le circuit 1 0 de climatisation comporte un échangeur de chaleur 14 bifluide agencé conjointement sur le deuxième circuit 1 2 de circulation d'un fluide caloporteur. L'échangeur de chaleur 14 bifluide est configuré pour permettre un échange la chaleur entre le fluide réfrigérant, circulant dans le circuit 10 de climatisation, et le premier fluide caloporteur, circulant dans le circuit 12 du premier fluide caloporteur, sans mélange entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant. Ce type d’échangeur de chaleur est communément appelé « chiller » par l’homme du métier, dans l’exemple de la figure 1 .

Le circuit 10 de climatisation est configuré pour permettre, dans un mode de pompe à chaleur, de réchauffer un flux d'air, illustré par une flèche repérée Fi, par l’intermédiaire d’une compression et d’une détente du fluide réfrigérant.

Le flux d'air Fi est, par exemple, un flux d’air Fi intérieur, destiné à être envoyé dans l’habitacle du véhicule pour permettre son chauffage. Le système permet ainsi de réchauffer l’habitacle du véhicule à partir de calories prélevées sur le premier fluide caloporteur.

Le flux d’air intérieur (Fi) circule, par exemple, dans un dispositif 16 de chauffage, ventilation et/ou climatisation (HVAC) de l'habitacle.

A titre d'exemple non limitatif, le circuit 1 0 de climatisation représenté à la figure 1 comporte plus particulièrement une boucle principale A1 de circulation de fluide réfrigérant comportant, dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, le compresseur 18, le condenseur 20 disposé dans le flux d’air Fi interne, un deuxième dispositif 24 de détente, un évapo-condenseur 26 disposé dans un flux d’air Fe extérieur. L’évapo-condenseur 26 est ainsi généralement disposé en face avant du véhicule automobile. Un volet (non représenté) peut également être installé dans le dispositif 16 de chauffage, ventilation et/ou climatisation afin d’empêcher ou non au flux d’air interne de traverser le condenseur 20. La boucle principale A1 de circulation de fluide réfrigérant peut également comporter un accumulateur 28 permettant une séparation de phase du fluide réfrigérant et disposé en amont du compresseur 18, entre l’évapo-condenseur 26 et ledit compresseur 18. Le condenseur 20 permet de transmettre des calories au flux d'air Fi interne.

Le condenseur 20 est ici agencé dans le dispositif 16 de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour permettre l'échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le flux d'air Fi interne. Le condenseur 20 est notamment agencé directement dans le flux d'air interne.

En variante non représentée selon un aspect de l’invention, le condenseur 20 permet d'échanger de la chaleur avec le flux d'air interne par l'intermédiaire d’in circuit de fluide caloporteur. Dans ce cas, le condenseur 20 transmet des calories à ce fluide caloporteur, puis le fluide caloporteur transmet lesdites calories au flux d'air interne par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur, dit "heater core", agencé directement dans le flux d'air interne.

Le fluide réfrigérant est à l’état gazeux haute pression en sortant du compresseur 1 8. Il subit ensuite une condensation en passant à travers le condenseur 20, cédant au passage des calories au flux d'air interne Fi, et passe à l’état liquide. Il subit alors une détente dans le premier dispositif de détente 22 et passe dans le premier échangeur bifluide 14 où il s’évapore, absorbant des calories du fluide caloporteur.

En récupérant des calories du deuxième circuit 1 2 du premier fluide caloporteur, il est possible de chauffer le flux d'air Fi interne au moyen du condenseur 20 même lorsque la température extérieure est trop basse pour que le premier circuit 10 de climatisation puisse fonctionner en mode de pompe à chaleur externe par échange de chaleur avec l'air extérieur. Cela permet notamment de ne pas avoir à équiper le dispositif 1 6 de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation d'un dispositif de chauffage électrique de l'air.

Le circuit 1 0 de climatisation est ici inversible. Cela signifie qu'il est aussi susceptible de fonctionner dans un mode de refroidissement du flux d'air interne Fi.

Le circuit 1 0 de climatisation comporte également une première branche de dérivation A2 pour la circulation de fluide réfrigérant, connectée en parallèle de l’évapo-condenseur 26 de la boucle principale A1 . Cette première branche de dérivation A2 relie plus particulièrement :

- un premier point de jonction 30 disposé en aval du condenseur 20 sur la boucle principale A1 , entre ledit condenseur 20 et le deuxième dispositif de détente 24, et

- un deuxième point de jonction 32 disposé en aval de l’évapo-condenseur 26 sur la boucle principale A1 , entre ledit évapo-condenseur 26 et le compresseur 1 8, plus précisément en amont de l’accumulateur 28.

Cette première branche de dérivation A2 comporte notamment un troisième dispositif de détente 33 et un évaporateur 34 disposé dans le flux d’air Fi interne.

Le circuit 10 de climatisation comporte en outre une deuxième branche de dérivation A3 reliant la sortie de l’évapo- condenseur 26 et l’entrée du troisième dispositif de détente 33. Cette troisième conduite de circulation A3 relie plus particulièrement :

- un troisième point de jonction 36 disposé en aval de l’évapo-condenseur 26 sur la boucle principale A1 , entre ledit évapo-condenseur 26 et le compresseur 1 8, plus précisément en amont de l’accumulateur 28, et

- un quatrième point de jonction 38 disposé sur la première branche de dérivation A2 en amont du troisième dispositif de détente 33, entre le premier point de jonction 30 et le troisième dispositif de détente 33.

Le circuit 10 de climatisation comporte aussi une troisième branche de dérivation A4 reliant l’entrée du troisième dispositif de détente 33 et l’entrée du compresseur 1 8. Cette troisième branche de dérivation A4 relie précisément :

- un cinquième point de jonction 40 disposé sur la première branche de dérivation A2 en amont du troisième dispositif de détente 33, entre le quatrième point de jonction 38 de la troisième conduite de circulation A3 et ledit troisième dispositif de détente 33, et

- un sixième point de jonction 42 disposé en amont du compresseur 18, entre l'évaporateur 34 et le deuxième point de jonction 32 de la première branche de dérivation A2, plus précisément en amont de l’accumulateur 28.

La troisième branche de dérivation A4 comporte notamment le premier dispositif de détente 22 et l’échangeur de chaleur bifluide 14. Le premier dispositif de détente 22 est disposé en amont de l’échangeur de chaleur bifluide 14, entre le cinquième point de jonction 40 et ledit échangeur de chaleur bifluide 14.

Le circuit 1 0 de climatisation comporte aussi un dispositif de redirection du fluide réfrigérant afin de définir par quelle branche il circule. Dans l’exemple illustré à la figure 1 , ce dispositif de redirection du fluide réfrigérant comporte notamment :

- une première vanne d’arrêt 44 disposée sur la première branche de dérivation A2 entre le premier point de jonction 30 et le quatrième point de jonction 38,

- une deuxième vanne d’arrêt 46 disposée sur la première boucle de circulation A1 de fluide réfrigérant entre le troisième point de jonction 36 et le deuxième point de jonction 32,

- un clapet anti-retour 48 disposé sur la troisième conduite de circulation A3, disposé de sorte à empêcher la circulation de fluide réfrigérant depuis le quatrième point de jonction 38 vers le troisième point de jonction 36,

- un clapet anti-retour 50 disposé sur la première branche de dérivation A2, disposé de sorte à empêcher la circulation de fluide réfrigérant depuis le sixième point de jonction 42 vers l'évaporateur 34.

Les premier 22, deuxième 24 et troisième 33 dispositifs de détente comportent quant à eux une fonction d’arrêt permettant d’empêcher au fluide réfrigérant de les traverser lorsqu'elle est activée.

Il est cependant tout à fait possible d’imaginer d’autres moyens afin de définir par quelle branche le fluide réfrigérant circule, comme par exemple des vannes trois-voies disposées stratégiquement sur des points de jonction.

Lorsque le circuit 10 de climatisation fonctionne en mode de pompe à chaleur interne (aussi appelé couramment mode « heat recovery » par l’homme du métier), les vannes d'arrêt sont commandées de manière que le fluide réfrigérant circule dans la troisième branche de dérivation A4 et ne circule pas dans l’évapo- condenseur 26. L'échangeur de chaleur bifluide 14 remplit alors la fonction d'évaporateur du fluide réfrigérant, tandis que le fluide réfrigérant ne circule pas dans l'évapo-condenseur 26 de manière que seules les calories du fluide caloporteur du circuit 12 du premier fluide caloporteur sont utilisées pour réchauffer le flux d'air Fi interne. Dans ce mode de fonctionnement en pompe à chaleur interne, l'échangeur de chaleur bifluide 14 est actif avec une fonction d'évaporateur du fluide réfrigérant.

On décrit à présent le circuit 1 2 du premier fluide caloporteur en référence à la figure 2.

Le circuit 12 du premier fluide caloporteur comporte une première branche B1 de circulation du premier fluide caloporteur comportant, selon le sens de circulation du fluide caloporteur, un dispositif 54 de chauffage du fluide caloporteur et ledit échangeur de chaleur bifluide 14. Le circuit 1 2 comporte également une pompe 52 de circulation, laquelle est par exemple en amont dispositif 54 de chauffage du fluide caloporteur.

Le dispositif 54 de chauffage du fluide caloporteur est ici un dispositif de chauffage électrique, par exemple qui chauffe le fluide caloporteur par exemple au moyen de résistances électriques ou de tout autre moyen de chauffage électrique adapté.

Le circuit 1 2 du premier fluide caloporteur comporte aussi une deuxième branche B2 dont une extrémité amont est raccordée directement à la première branche B1 en un premier point 56 de raccordement en aval de l'échangeur de chaleur bifluide 14. Une extrémité aval de la deuxième branche B2 est raccordée directement à la première branche B1 en un deuxième point 58 de raccordement agencé en amont du dispositif de chauffage électrique 54, plus particulièrement en amont de la première pompe 52 dans cet exemple.

Outre la première pompe 52, le dispositif 54 de chauffage du fluide caloporteur et l'échangeur de chaleur bifluide 14, la première branche B1 ne comporte aucun autre dispositif susceptible de modifier sensiblement la quantité de chaleur accumulée par le fluide caloporteur. La première branche B1 ne comporte notamment aucun autre échangeur de chaleur. Plus particulièrement, l'échangeur de chaleur bifluide 14 est agencé directement en aval du dispositif de chauffage du fluide caloporteur sans interposition d'aucun autre dispositif.

De même, la deuxième branche B2 ne comporte aucun dispositif susceptible de modifier sensiblement la quantité de chaleur accumulée par le fluide caloporteur. La deuxième branche B2 ne comporte notamment aucun échangeur de chaleur. A noter que la deuxième branche B2 comporte par exemple, selon une variante non représentée, un dispositif de type vase d’expansion.

Le circuit 12 du premier fluide caloporteur est configuré de manière que, dans un premier mode de chauffage du flux d'air Fi interne, la totalité du fluide caloporteur passant à travers le dispositif 54 de chauffage passe ensuite à travers l'échangeur de chaleur bifluide 14 avant de revenir au dispositif de chauffage électrique 54 par la deuxième branche B2, formant ainsi une première boucle L1 de circulation du premier fluide caloporteur, laquelle inclut aussi la première 52 . A noter que la pompe 52 peut être située à un autre emplacement dans la boucle L1 , par exemple directement en amont ou en aval de l’échangeur de chaleur biluide 14.

Dans ce premier mode de chauffage du flux d'air Fi interne, le dispositif 54 de chauffage est actif et l'échangeur de chaleur bifluide 14 actif avec une fonction d'évaporateur du fluide réfrigérant. Ce mode de fonctionnement est notamment illustré à la figure 3 dans laquelle les conduites dans lesquelles le fluide caloporteur circule sont indiquées en gras, le fluide caloporteur restant sensiblement immobile dans les conduites qui ne sont pas en gras. Le sens de circulation du fluide caloporteur est indiqué par le sens du triangle dans la pompe 52.

Le circuit 1 0 de climatisation fonctionne dans le même temps en mode de pompe à chaleur interne. Ainsi, le dispositif 54 de chauffage fournit des calories au fluide caloporteur mis en circulation par la première pompe 52. Une partie de ces calories sont transmises au fluide réfrigérant par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur bifluide 14, de manière à ensuite réchauffer le flux d'air Fi interne par l'intermédiaire du condenseur 20. La totalité du fluide caloporteur en circulation revient ensuite à la première pompe 52 via la deuxième branche B2 pour être de nouveau chauffé par le dispositif 54 de chauffage. Ainsi, la chaleur accumulée par le fluide caloporteur augmente rapidement à chaque nouveau cycle dans une première boucle formée par la première branche B1 et la deuxième branche B2. Cela permet de faire rapidement augmenter la température du flux d'air Fi interne par l'intermédiaire du circuit 1 0 de climatisation. Pour permettre un chauffage rapide, la première boucle formée uniquement par la première branche B1 et la deuxième branche B2 est avantageusement très courte. Avantageusement, cette boucle comporte uniquement la première pompe 52, le dispositif 54 de chauffage et l'échangeur de chaleur bifluide 14 et en option un vase 60 d'expansion, ainsi que des moyens pour rediriger le fluide caloporteur uniquement dans cette première boucle L1 .

Le circuit 12 du premier fluide caloporteur comporte une troisième branche B3 qui comporte une deuxième pompe 64 de circulation du premier fluide caloporteur et un échangeur de chaleur « machines électriques » ,qui est configuré pour permettre l'échange de chaleur entre de l'électronique de puissance et/ou un moteur électrique du véhicule, d'une part, et le fluide caloporteur, d'autre part. En variante il s’agit d’un échangeur de chaleur dédié à une autre fonction dans le véhicule. D’une manière générale, il s’agit d’un échangeur de chaleur dans lequel circule le fluide caloporteur.

Par les termes "électronique de puissance", on comportera des dispositifs électroniques distincts des batteries et du moteur électrique.

Dans le mode de réalisation représenté aux figures, l'échangeur de chaleur "machines électriques" échange de la chaleur avec le moteur électrique.

Le circuit 1 2 du premier fluide caloporteur comporte aussi une quatrième branche B4 qui comporte un échangeur de chaleur batteries 68, qui est configuré pour permettre l'échange de chaleur entre des batteries du véhicule et le fluide caloporteur. La quatrième branche B4 comportant une extrémité amont qui est raccordée à une extrémité aval de la première branche B1 et une extrémité aval qui est raccordée à la deuxième branche (B2), une extrémité amont de la quatrième branche (B4) étant également raccordée à une extrémité aval de la troisième branche (B3), et une extrémité aval de la quatrième branche (B4) étant raccordée à une extrémité amont de la troisième branche (B3)

Comme illustré sur la Figure 3, le circuit 12 du premier fluide caloporteur est configuré pour que, dans une deuxième boucle L2 du premier fluide caloporteur, le fluide caloporteur passant dans l’échangeur de chaleur "batteries" 68, par exemple la totalité du fluide caloporteur passant dans l’échangeur de chaleur "batteries" 68 passe à travers l’échangeur de chaleur "machines électriques" 66 et dans la deuxième pompe 64.

La deuxième boucle L2 illustrée sur la figure 3 permet de chauffer le fluide caloporteur traversant l’échangeur de chaleur "batteries" 68 grâce à la chaleur récupérée par l’échangeur de chaleur "machines électriques" 66.

Outre, la deuxième pompe 64 et l'échangeur de chaleur "machines électriques" 66, la troisième branche B3 ne comporte aucun autre dispositif susceptible de modifier sensiblement la quantité de chaleur accumulée par le fluide caloporteur. La troisième branche B3 ne comporte notamment aucun échangeur de chaleur.

Comme représenté à la figure 4, le circuit 1 2 du premier fluide caloporteur est configuré pour pouvoir faire circuler la totalité du fluide réfrigérant traversant le dispositif de chauffage 54 et l’échangeur de la chaleur bifluide 14 à travers l’échangeur de chaleur « batteries » 68 dans une troisième boucle L3 du premier fluide caloporteur.

La circulation du premier fluide caloporteur dans la boucle L3 permet par exemple un mode de refroidissement des batteries dans lequel le circuit de climatisation 1 0 évapore le réfrigérant dans l’échangeur de chaleur bifluide 14 pour refroidir le fluide caloporteur circulant dans l’échangeur de chaleur bifluide 14. L’échangeur de chaleur bifluide 14 est lors actif.

La circulation du premier fluide caloporteur dans la boucle L3 permet aussi un mode de chauffage des batteries du véhicule lorsque le dispositif de chauffage électrique 54 est actif. L’échangeur de chaleur bifluide 14 est alors inactif, c’est-à-dire qu’il est passant pour le fluide caloporteur, sans échangeur de chaleur significatif avec le fluide réfrigérant du circuit de climatisation 10, par exemple en fermant complètement le premier dispositif de détente 22 .

La circulation du premier fluide caloporteur dans la boucle L3 permet encore un deuxième mode de chauffage du flux d'air Fi interne dans lequel le circuit 10 de climatisation fonctionne en mode de pompe à chaleur interne et dans lequel le fluide caloporteur du circuit du premier fluide caloporteur 1 2 est chauffé dans l’échangeur de chaleur batteries 68, c’est-à-dire un mode de récupération de la chaleur des batteries pour chauffer l’habitacle.

Le circuit du premier fluide caloporteur comporte une première vanne trois voies 70 reliant la première branche B1 en aval de l’échangeur de chaleur bifluide 14, la quatrième branche B4 en amont de l’échangeur de chaleur « batteries » 68 et l’extrémité amont de la deuxième branche B2. La première vanne trois voies 70 permet de sélectionner alternativement la circulation du premier fluide caloporteur vers la deuxième branche B2 et ainsi la circulation dans la deuxième boucle B2 du premier fluide caloporteur, ou vers la quatrième branche B4 et ainsi la circulation du premier fluide caloporteur dans la troisième boucle B3.

Comme illustré sur le figure 2, le circuit 1 2 du premier fluide caloporteur comporte une cinquième branche B5 équipée d’un vase d’expansion 60, d'un radiateur 72 agencé dans un flux d'air (Fe) externe. Une extrémité aval de la cinquième branche B5 est raccordée à une extrémité amont de la troisième branche B3 et une extrémité amont de la cinquième branche B5 est raccordée à une extrémité aval de la troisième branche B3.

Le vase d’expansion 60 est en variant située dans une autre branche du circuit. Comme illustré à la figure 4, le circuit du premier fluide caloporteur est ainsi configuré pour pouvoir faire circuler, dans une quatrième boucle du premier fluide caloporteur L4, la totalité du fluide caloporteur traversant l’échangeur de chaleur "machines électriques" 66 à travers le radiateur externe 72 et la deuxième pompe 64, notamment de façon à permettre un refroidissement passif du fluide caloporteur traversant l’échangeur de chaleur "machines électriques" 66 par refroidissement dans le radiateur externe 72.

La circulation du premier fluide caloporteur dans la quatrième boucle L4 permet un refroidissement passif du moteur électrique par évacuation de la chaleur du moteur électrique dans le fluide caloporteur 1 2 à travers l’échangeur de chaleur machines électriques 66, puis évacuation de la chaleur dans le flux d’air extérieur Fe à travers le radiateur externe 72.

Le circuit 12 du premier fluide caloporteur comporte une deuxième vanne trois voies 80 reliant la troisième branche B3 en aval de l’échangeur de chaleur « machines électriques » 66, la quatrième branche B4 en amont de l’échangeur de chaleur « batteries » 68 et la cinquième branche B5 en amont du radiateur externe 72.

La deuxième vannes trois voies 80 permet de sélectionner alternativement le fluide caloporteur vers la quatrième branche B4 pour former la deuxième boucle L2 de circulation du premier fluide caloporteur ou vers la cinquième branche B5 pour former la quatrième boucle L4 de circulation du premier fluide caloporteur.

Par ailleurs, comme illustré sur la figure 5, le circuit décrit ci-dessus permet simultanément la circulation du premier fluide caloporteur dans la deuxième boucle L2 du premier fluide caloporteur et dans la troisième boucle L3 de circulation du premier fluide caloporteur.

Le débit dans chacune des boucles L2 et L3 est ajusté par le débit de leur pompe respective 52, 64. Les deux boucles L2 et L3 ont en commun l’échangeur de chaleur batteries 68, dans lequel le débit du premier fluide caloporteur est la somme du débit du premier fluide caloporteur dans chacune des deux boucles L2 et L3.

La circulation du premier fluide caloporteur simultanément dans les boucles L2 et L3 permet un troisième mode de chauffage du flux d’air interne dans lequel l’échangeur de chaleur bifluide est actif pour récupérer de la chaleur des batteries et/ou du moteur électrique 66 et/ou du dispositif de chauffage électrique 54 si ce dernier est actif.

La figure 6 est une vue schématique qui représente un circuit du premier fluide caloporteur qui équipe le système de gestion thermique réalisé selon un autre aspect de l’invention, et qui est destiné à fonctionner en coopération avec le circuit de climatisation de la figure 1 .

Le circuit 12 du premier fluide caloporteur comporte une sixième branche B6 reliant la cinquième branche B5 en amont du radiateur externe 72 et la quatrième branche B4 en aval de l’échangeur de chaleur « batteries » 68.

Le circuit du premier fluide caloporteur comporte une troisième vanne trois voies 82 reliant la quatrième branche B4 en aval de l’échangeur de chaleur « batteries » 68, la deuxième branche B2 et la sixième branche B6, notamment de façon à relier ou non l’échangeur de chaleur batteries au radiateur externe 72.

Le circuit 12 du premier fluide caloporteur comprend aussi une quatrième vanne 84 reliant la quatrième branche B4 en aval de l’échangeur de chaleur « batteries » (68), la troisième vanne (82) et la troisième branche (B3) en amont de l’échangeur de chaleur « machines électriques » (66).

Les troisième et quatrièmes vannes 82, 84 permettent notamment d’empêcher la circulation du premier fluide caloporteur de la troisième boucle L3 du premier fluide caloporteur vers la quatrième boucle du premier fluide caloporteur L4 en empêchant le premier fluide caloporteur de passer d’une boucle L3 à l’autre L4 par la sixième branche B6 et par la troisième branche B3.

Le circuit 1 2 du premier fluide caloporteur comporte aussi une septième branche B7 reliant la première branche B1 en amont du dispositif de chauffage 54 et la cinquième branche B5 en aval du radiateur externe 72.

Le circuit 12 du premier fluide caloporteur est ainsi configuré, comme illustré sur la figure 7, pour permettre, outre les modes de circulation précédemment illustrés lesquels restent possibles, la circulation du premier fluide caloporteur dans une cinquième bouche L5 du premier fluide caloporteur dans laquelle la totalité du fluide traversant l’échangeur de chaleur « batteries » 68 traverse le radiateur externe 72, notamment en traversant la septième branche B7 et la sixième branche B6, notamment de façon à permettre le refroidissement passif du premier fluide caloporteur traversant l’échangeur de chaleur « batteries » 68 par refroidissement dans le radiateur externe 72. Dans cette configuration, la quatrième vanne 84 empêche la circulation du premier fluide caloporteur vers la troisième branche B3 et la troisième vanne 82 empêche la circulation du premier fluide caloporteur vers la deuxième branche B2. Par ailleurs, la troisième vanne 83 et la troisième vanne 84 relient la sixième branche B6 avec la quatrième branche B4.

Comme illustré sur la figure 7, la circulation dans la cinquième boucle est par exemple réalisée conjointement à la circulation du premier fluide caloporteur dans la quatrième boucle B4. Le débit du premier fluide caloporteur dans le radiateur externe correspond alors à la somme des débits dans la première pompe 52 (ou dans l’échangeur de chaleur batteries 68) et dans la deuxième pompe 64 (ou dans l’échangeur de chaleur machines électriques 66). Il est ainsi possible de refroidir de façon passive les batteries et les machines électriques (ou électronique de puissance).

Corne illustré sur la figure 8, le circuit 12 du premier fluide caloporteur est configuré pour permettre la circulation du premier fluide caloporteur dans la troisième boucle L4 du premier fluide caloporteur dans laquelle la totalité du fluide traversant l’échangeur de chaleur « machines électriques » 66 traverse le radiateur externe 72 et dans la quatrième boucle L4 du premier fluide caloporteur dans laquelle la totalité du fluide réfrigérant traversant l’échangeur de chaleur « batteries » 68, traverse le dispositif de chauffage 54 et l’échangeur de la chaleur bifluide 14.

Dans ce mode de circulation, la troisième vanne 82 et la quatrième vanne 84 empêchent la circulation du premier fluide caloporteur entre les troisième et quatrième boucles du premier fluide caloporteur L3, L4 en empêchant le fluide de passer par la sixième branche B6 vers le radiateur externe 72 et par la troisième branche B3

A noter que si aucune vanne n’empêche la circulation du premier fluide caloporteur par la septième branche B7, une telle vanne est en fait inutile car la conservation du débit dans chaque boucle implique une non circulation naturellement dans la septième branche B7.

Comme illustré sur la figure 9, le circuit 1 2 du premier fluide caloporteur est configuré pour permettre que le fluide circulant à travers l’échangeur de chaleur « batteries » 68 passe en amont d’une part dans le dispositif de chauffage 54, l’échangeur de chaleur bifluide 14 et la première pompe 54 en formant ainsi la troisième boucle L3 du premier fluide caloporteur et d’autre part dans une sixième boucle L6 du premier fluide caloporteur en passant dans l’échangeur de chaleur « machines électriques » 66 et la deuxième pompe 64, de façon à permettre notamment un mode de récupération de chaleur par le circuit de fluide réfrigérant, les calories étant fournies par l’échangeur de chaleur « machines électriques » 66, le dispositif de chauffage électrique 54 et/ou l’échangeur de chaleur « batteries » (68). Ce mode de fonctionnement est analogue au mode de fonctionnement de la figure 5, mais en utilisant, dans le mode de fonctionnement de la figure 7, le retour du premier fluide caloporteur vers la sixième boucle par la deuxième branche B2 puis par la septième branche B7, ce qui peut minimiser les pertes de chaleur par rapport au mode de fonctionnement de la figure 5.