[1] La présente invention se rapporte au domaine des circuits de gestion thermique pour véhicule, en particulier pour véhicule automobile. Les circuits de gestion thermique considérés permettent une régulation thermique de l’habitacle du véhicule, ainsi qu’une régulation thermique d’une batterie de stockage d’énergie électrique destinée à la propulsion des véhicules automobiles électriques et hybrides. [2] Il est souhaitable de maintenir la température des batteries à une température proche de 45°. Lorsque la température est excessive, il existe un risque de détérioration des batteries. Lorsque la température est trop basse, la capacité de stockage diminue. Il existe ainsi une plage de température optimale dans laquelle il est souhaitable de maintenir la température de la batterie. [3] Lors d’une charge rapide des batteries, faisant appel à des puissances électriques de l’ordre de 100 kilowatt, une puissance frigorifique de plusieurs kilowatt doit être fournie par le circuit de gestion thermique afin de maintenir la température des batteries dans leur fourchette de température optimale. Lors d’autres phases de fonctionnement du véhicule, comme par exemple du roulage par température extérieure élevée, le besoin en refroidissement de l’habitacle peut être prédominant.

[4] Un tel circuit de gestion thermique doit donc permettre de moduler précisément la puissance frigorifique fournie à la batterie ainsi que la puissance thermique fournie à l’habitacle. Il doit de plus permettre de fournir la puissance frigorifique nécessaire à assurer le refroidissement de chacun des éléments même dans les cas extrêmes d’utilisation.

[5] La présente invention propose un circuit de conditionnement thermique permettant de répartir de manière précise la puissance frigorifique entre l’habitacle et les batteries, tout en facilitant l’intégration dans l’habitacle du véhicule de l’échangeur de chaleur permettant de refroidir l’habitacle. De plus, la solution proposée permet de plus de produire deux flux d’air frais possédant une température distincte.

[6] Ainsi, l’invention propose un circuit de gestion thermique d’un véhicule automobile électrique ou hybride configuré pour faire circuler un fluide réfrigérant, ledit circuit de gestion thermique comportant :

- une boucle principale comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant : o un compresseur comprenant au moins deux étages de compression, o un premier échangeur de chaleur destiné à être traversé par un flux d’air externe, o un premier dispositif de détente du fluide réfrigérant, et o un deuxième échangeur de chaleur destiné à être en relation avec les batteries du véhicule automobile électrique ou hybride, la sortie de fluide réfrigérant dudit deuxième échangeur de chaleur étant reliée au premier étage de compression du compresseur,

- une première branche de circulation reliant un premier point de jonction disposé en aval du premier échangeur de chaleur, entre ledit premier échangeur de chaleur et le premier dispositif de détente, à un étage de compression du compresseur différent de son premier étage, la première branche de circulation comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant : o un deuxième dispositif de détente, et o une première section d’échange thermique d’un troisième échangeur de chaleur permettant les échanges de chaleur avec un flux d’air interne,

- une deuxième branche de circulation reliant un deuxième point de jonction disposé en aval du premier point de jonction, entre ledit premier point de jonction et le premier dispositif de détente, à un troisième point de jonction disposé en aval du deuxième échangeur de chaleur, entre ledit deuxième échangeur de chaleur et le premier étage de compression du compresseur, la deuxième branche de circulation comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant : o un troisième dispositif de détente, et o une deuxième section d’échange thermique du troisième échangeur de chaleur permettant les échanges de chaleur avec le flux d’air interne. [7] Selon un aspect de l’invention, la première section d’échange thermique et la deuxième section d’échange thermique sont destinées à être traversées par le flux d’air interne.

[8] Selon un aspect de l’invention, la première section d’échange thermique et la deuxième section d’échange thermique font partie du même troisième échangeur de chaleur.

[9] L’intégration du troisième échangeur de chaleur dans l’habitacle du véhicule est ainsi facilitée.

[10] Selon un mode de réalisation du circuit de gestion thermique, la première section d’échange thermique est disposée en amont de la deuxième section d’échange thermique selon le sens d’écoulement du flux d’air interne.

[11] Le flux d’air interne est ainsi refroidi une première fois en traversant la première section d’échange thermique, puis une deuxième fois en traversant la deuxième section d’échange thermique. L’efficacité de l’échange thermique est améliorée. Par rapport à l’art antérieur, il est ainsi possible d’obtenir une température d’air plus basse pour un même débit, ou bien une même température d’air pour un débit d’air traité supérieur.

[12] Selon un mode de réalisation alternatif, la première section d’échange thermique et la deuxième section d’échange thermique sont disposées cote à cote selon le sens d’écoulement du flux d’air interne.

[13] Cette configuration permet qu’une partie du flux d’air interne ait une première température, et qu’une autre partie du flux d’air interne ait une deuxième température, distincte de la première température.

[14] Selon un exemple de mise en oeuvre, la première section d’échange thermique est disposée au-dessous de la deuxième section d’échange thermique.

[15] Selon un mode de réalisation, la première section d’échange thermique comporte une entrée et une sortie disposées sur une même face du troisième échangeur de chaleur.

[16] En variante, la première section d’échange thermique comporte une entrée et une sortie disposée sur des faces opposées du troisième échangeur de chaleur. [17] Selon un mode de réalisation, la deuxième section d’échange thermique comporte une entrée et une sortie disposée sur une même face du troisième échangeur de chaleur.

[18] En variante, la deuxième section d’échange thermique comporte une entrée et une sortie disposée sur des faces opposées du troisième échangeur de chaleur.

[19] Selon un mode de réalisation, l’entrée de la première section d’échange thermique et l’entrée de la deuxième section d’échange thermique sont en vis-à- vis. [20] Selon un exemple de mise en oeuvre, la sortie de la première section d’échange thermique et la sortie de la deuxième section d’échange thermique sont en vis-à-vis.

[21] Selon un mode de réalisation, la première section d’échange thermique comporte une passe unique. [22] Selon un autre mode de réalisation, la première section d’échange thermique comporte au moins deux passes.

[23] Selon un autre mode de réalisation, la première section d’échange thermique comporte au moins trois passes.

[24] Selon un exemple de réalisation, la deuxième section d’échange thermique comporte une passe unique.

[25] Selon un autre mode de réalisation, la deuxième section d’échange thermique comporte au moins deux passes.

[26] En variante, la deuxième section d’échange thermique comporte au moins trois passes. [27] Selon un mode de réalisation du circuit de gestion thermique selon l’invention, la première section d’échange thermique du troisième échangeur de chaleur comporte un matériau à changement de phase.

[28] Selon un mode de réalisation, la deuxième section d’échange thermique du troisième échangeur de chaleur comporte un matériau à changement de phase. [29] L’énergie nécessaire à faire changer le matériau de phase peut servir à refroidir le flux d’air interne en l’absence de circulation de fluide réfrigérant dans le circuit, par exemple lorsque le véhicule n’est pas en fonctionnement. Il est possible d’avoir seulement la première section d’échange thermique équipée de matériau à changement de phase, seulement la deuxième section d’échange thermique équipée de matériau à changement de phase ou d’avoir les deux sections d’échange thermique équipées de matériau à changement de phase.

[30] Selon une caractéristique de l’invention, le circuit de gestion thermique comporte un échangeur de chaleur interne permettant les échanges de chaleur entre le fluide réfrigérant en sortie du deuxième dispositif de détente et le fluide réfrigérant circulant entre le premier et le deuxième point de jonction.

[31 ] Cet échangeur de chaleur interne permet d’améliorer l’efficacité du refroidissement.

[32] Le circuit de gestion thermique selon l’invention est configuré dans un premier mode de fonctionnement dans lequel le fluide réfrigérant circule dans :

- le compresseur,

- le premier échangeur de chaleur au niveau duquel il perd de la chaleur,

- une première partie du fluide réfrigérant passe par la boucle principale et traverse le premier dispositif de détente au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, le fluide réfrigérant traversant ensuite le deuxième échangeur de chaleur au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur ,

- une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation et traverse le deuxième dispositif de détente au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, supérieure à la basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite la première section d’échange thermique du troisième échangeur de chaleur au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur.

[33] Dans ce mode de fonctionnement, le deuxième échangeur est traversé par du fluide réfrigérant à la pression la plus basse, donc possédant la température d’évaporation la plus faible. La première section d’échange thermique du troisième échangeur de chaleur est traversée par du fluide réfrigérant à pression intermédiaire. Le flux d’air interne est refroidi par cette première section d’échange. La deuxième section d’échange thermique du troisième échangeur de chaleur n’est pas parcourue par le fluide réfrigérant, et ne modifie pas la température du flux d’air interne.

[34] Le circuit de gestion thermique selon l’invention est aussi configuré dans un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le fluide réfrigérant circule dans : le compresseur, le premier échangeur de chaleur au niveau duquel il perd de la chaleur, une première partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation et traverse le deuxième dispositif de détente au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, le fluide réfrigérant traverse ensuite la première section d’échange thermique du troisième échangeur de chaleur au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur, une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par le premier dispositif de détente au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, inférieure à la pression intermédiaire, le fluide réfrigérant traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur, une troisième partie du fluide réfrigérant passe par la deuxième branche de circulation et traverse le troisième dispositif de détente au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à la basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite la deuxième section d’échange thermique du troisième échangeur de chaleur au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur.

[35] Dans ce mode de fonctionnement, le deuxième échangeur de chaleur et la première section d’échange thermique du troisième échangeur de chaleur sont tous les deux traversés par du fluide réfrigérant à la pression la plus basse, donc possédant la température d’évaporation la plus faible. La deuxième section d’échange thermique du troisième échangeur de chaleur est parcourue par le fluide réfrigérant à pression intermédiaire. Le flux d’air interne est donc refroidi par la première section d’échange thermique jusqu’à un premier niveau de température, puis est à nouveau refroidi par la deuxième section d’échange thermique jusqu’à un deuxième niveau de température. Le deuxième niveau de température est plus froid que le premier niveau de température puisque l’évaporation du réfrigérant se produit à une pression plus faible.

[36] Le circuit de gestion thermique selon l’invention est également configuré dans un troisième mode de fonctionnement dans lequel le fluide réfrigérant circule dans :

- le compresseur,

- le premier échangeur de chaleur au niveau duquel il perd de la chaleur,

- une première partie du fluide réfrigérant passe par la deuxième branche de circulation et traversant le troisième dispositif de détente au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite la deuxième section d’échange thermique du troisième échangeur de chaleur au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur,

- une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation et traverse le deuxième dispositif de détente au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, supérieure à la basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite la première section d’échange thermique du troisième échangeur de chaleur au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur.

[37] Dans ce mode de fonctionnement, la première section d’échange thermique du troisième échangeur de chaleur est traversée par du fluide réfrigérant à la pression la plus basse, donc possédant la température d’évaporation la plus faible. La deuxième section d’échange thermique du troisième échangeur de chaleur est parcourue par le fluide réfrigérant à pression intermédiaire. La circulation de fluide réfrigérant est interrompue dans le deuxième échangeur de chaleur. Toute la puissance frigorifique disponible peut être utilisée pour refroidir le flux d’air traversant le troisième échangeur de chaleur. Comme dans le deuxième mode de fonctionnement, le flux d’air est refroidi jusqu’à un premier niveau de température par la première section d’échange thermique, et est à nouveau refroidi jusqu’à un deuxième niveau de température par la deuxième section d’échange thermique.

[38] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation donnée à titre d’exemples non limitatifs, accompagnée des figures ci-dessous :

[39] - la figure 1 représente une vue schématique d’un circuit de gestion thermique selon un mode de réalisation de l’invention,

[40] - la figure 2 représente une vue schématique du circuit de gestion thermique de la figure 1 selon un premier mode de fonctionnement,

[41] - la figure 3 représente un diagramme de la pression en fonction de l’enthalpie du fluide réfrigérant lors du fonctionnement selon le premier mode de fonctionnement de la figure 2,

[42] - la figure 4 représente une vue schématique du circuit de gestion thermique de la figure 1 selon un deuxième mode de fonctionnement,

[43] - la figure 5 représente un diagramme de la pression en fonction de l’enthalpie du fluide réfrigérant lors du fonctionnement selon le deuxième mode de fonctionnement de la figure 4,

[44] - la figure 6 représente une vue schématique du circuit de gestion thermique de la figure 1 selon un troisième mode de fonctionnement,

[45] - la figure 7 représente un diagramme de la pression en fonction de l’enthalpie du fluide réfrigérant lors du fonctionnement selon le troisième mode de fonctionnement de la figure 6,

[46] - la figure 8 représente une vue schématique d’un échangeur de chaleur du circuit de la figure 1 , comportant deux sections d’échange thermique distinctes, selon un premier mode de réalisation,

[47] - la figure 9 représente une vue schématique d’un échangeur de chaleur du circuit de la figure 1 , comportant deux sections d’échange thermique distinctes, selon un deuxième mode de réalisation,

[48] - la figure 10 représente une vue schématique, partielle, de l’échangeur de la figure 8. [49] Afin de faciliter la lecture des figures, les différents éléments ne sont pas nécessairement représentés à l’échelle. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.

[50] Certains éléments ou paramètres peuvent être indexés, c'est-à-dire désignés par exemple par premier élément ou deuxième élément, ou encore premier paramètre et second paramètre, etc. Cette indexation a pour but de différencier des éléments ou paramètres similaires, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, ou paramètre par rapport à un autre et on peut interchanger les dénominations. 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 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 du fluide considéré. [51] On a représenté sur la figure 1 un circuit de gestion thermique 1 d’un véhicule automobile. Le circuit de gestion thermique 1 est configuré pour faire circuler un fluide réfrigérant. Autrement dit, en fonctionnement normal du circuit 1 , un fluide réfrigérant circule au moins dans une partie du circuit 1. Le circuit de gestion thermique 1 permet de réguler la température ainsi que le taux d’humidité de l’air présent dans l’habitacle du véhicule, afin d’assurer le confort des passagers. Il permet également de refroidir un ou plusieurs organes d’une chaîne de traction électrique du véhicule, comme par exemple un ensemble de cellules de batterie de stockage d’énergie électrique. Le fluide réfrigérant utilisé peut être un fluide chimique classique comme le R-1234yf (formule chimique 2, 3,3,3- Tétrafluoropropène) ou encore le R-134a (formule chimique 1,1,1 ,2-

Tétrafluoroéthane).

[52] Le circuit de gestion thermique 1 comporte une boucle principale A, une première branche de circulation B, une deuxième branche de circulation C.

[53] La boucle principale A comporte dans le sens de circulation du fluide réfrigérant : o un compresseur 3 comprenant au moins deux étages de compression, o un premier échangeur de chaleur 5 destiné à être traversé par un flux d’air externe 100, o un premier dispositif de détente 7 du fluide réfrigérant, et o un deuxième échangeur de chaleur 9 destiné à être en relation avec les batteries du véhicule automobile électrique ou hybride, la sortie de fluide réfrigérant dudit deuxième échangeur de chaleur 9 étant reliée au premier étage de compression du compresseur 3.

[54] La première branche de circulation B relie un premier point de jonction 31 disposé en aval du premier échangeur de chaleur 5, entre ledit premier échangeur de chaleur 5 et le premier dispositif de détente 7, à un étage de compression du compresseur 3 différent de son premier étage, la première branche de circulation B comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant : o un deuxième dispositif de détente 11 , et o une première section d’échange thermique 15 d’un troisième échangeur de chaleur 20 permettant les échanges de chaleur avec un flux d’air interne 200.

[55] La deuxième branche de circulation C relie un deuxième point de jonction 32 disposé en aval du premier point de jonction 31 , entre ledit premier point de jonction 31 et le premier dispositif de détente 7, à un troisième point de jonction 33 disposé en aval du deuxième échangeur de chaleur 9, entre ledit deuxième échangeur de chaleur 9 et le premier étage de compression du compresseur 3, la deuxième branche de circulation C comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant : o un troisième dispositif de détente 17, et o une deuxième section d’échange thermique 16 du troisième échangeur de chaleur 20 permettant les échanges de chaleur avec le flux d’air interne 200.

[56] On entend par flux d’air interne 200 un flux d’air à destination de l’habitacle du véhicule automobile. Ce flux d’air interne peut circuler dans une installation de chauffage, ventilation et climatisation, souvent désignée par le terme Anglais

« HVAC » signifiant « Heating, Ventilating and Air Conditioning ». [57] Le deuxième échangeur de chaleur 9 est en couplage thermique avec un ensemble de cellules de batterie assurant par exemple la propulsion du véhicule par un moteur électrique. Le deuxième échangeur de chaleur 9 permet ainsi de réguler la température des batteries. Le couplage thermique peut être assuré de manière directe, le réfrigérant échangeant directement de la chaleur avec les batteries, ou encore de manière indirecte, par l’intermédiaire d’un fluide caloporteur. Dans ce cas, le fluide réfrigérant refroidit le fluide caloporteur qui à son tour refroidit les batteries.

[58] Une unité électronique de contrôle, non représentée, reçoit les informations de différents capteurs mesurant notamment les caractéristiques du fluide réfrigérant en divers points du circuit. L’unité électronique reçoit également les consignes demandées par les occupants du véhicule, comme par exemple la température souhaitée à l’intérieur de l’habitacle. L’unité électronique met en oeuvre des lois de contrôle permettant le pilotage des différents actionneurs, afin d’assurer le contrôle du circuit de gestion thermique 1.

[59] La première section d’échange thermique 15 et la deuxième section d’échange thermique 16 sont destinées à être traversées par le flux d’air interne 200.

[60] Dans le mode de réalisation illustré, la première section d’échange thermique 15 et la deuxième section d’échange thermique 16 font partie du même troisième échangeur de chaleur 20.

[61 ] Un même échangeur de chaleur 20 comporte ainsi deux sections d’échange thermique 15, 16 permettant d’obtenir deux niveaux de température différents. L’intégration de cet échangeur de chaleur unique 20 dans l’habitacle du véhicule est ainsi facilitée.

[62] Comme représenté notamment sur les figures 1 et 8, la première section d’échange thermique 15 est disposée en amont de la deuxième section d’échange thermique 16 selon le sens d’écoulement du flux d’air interne 200.

[R4] Autrement dit, le flux d’air 200 traverse d’abord la première section d’échange thermique 15 puis la deuxième section d’échange thermique 16 avant de ressortir de l’échangeur 20. [63] Le flux d’air interne 200 est ainsi refroidi une première fois en traversant la première section d’échange thermique 15, puis une deuxième fois en traversant la deuxième section d’échange thermique 16. L’efficacité de l’échange thermique est ainsi améliorée.

[64] Selon un mode de réalisation, illustré sur la figure 8, la première section d’échange thermique 15 comporte une entrée 24 et une sortie 25 disposées sur une même face 6 du troisième échangeur de chaleur 20.

[65] Selon un autre mode de réalisation, illustré sur la figure 9, la première section d’échange thermique 15 comporte une entrée 24 et une sortie 25 disposée sur des faces opposées 6,10 du troisième échangeur de chaleur 20.

[66] De même, dans l’exemple de la figure 8, la deuxième section d’échange thermique 16 comporte une entrée 26 et une sortie 27 disposée sur une même face 6 du troisième échangeur de chaleur 20.

[67] Selon le mode de réalisation de la figure 9, la deuxième section d’échange thermique 16 comporte une entrée 26 et une sortie 27 disposée sur des faces opposées 6,10 du troisième échangeur de chaleur 20.

[68] Plus précisément, l’entrée 24 de la première section d’échange thermique 15 et l’entrée 26 de la deuxième section d’échange thermique 16 sont en vis-à-vis. [R11] Autrement dit, l’entrée 24 et l’entrée 26 sont sensiblement alignés selon la direction d’écoulement du flux d’air interne 200.

[69] De même, la sortie 25 de la première section d’échange thermique 15 et la sortie 27 de la deuxième section d’échange thermique 16 sont en vis-à-vis.

[70] Lorsque les deux entrées 24,26 et les deux sorties 25,27 sont toutes disposées sur une même face de l’échangeur de chaleur 20, l’insertion de l’échangeur thermique 20 dans l’installation de chauffage lors du montage est facilitée. De même, le raccordement des conduites de réfrigérant à chacune des entrées 24, 26 et sorties 25, 27 de l’échangeur de chaleur 20 est également facilitée.

[71] Selon un mode de réalisation, la première section d’échange thermique 15 comporte une passe unique. [R13] Selon un autre mode de réalisation, la première section d’échange thermique 15 comporte au moins deux passes. Selon encore un autre mode de réalisation, schématisé sur la figure 10, la première section d’échange thermique 15 comporte au moins trois passes.

[72] Selon un exemple de réalisation, la deuxième section d’échange thermique 16 comporte une passe unique. Selon un autre exemple de réalisation, la deuxième section d’échange thermique 16 comporte au moins deux passes. En variante, la deuxième section d’échange thermique 16 comporte au moins trois passes. Le nombre de passes de la première section d’échange thermique 15 peut être choisi indépendamment du nombre de passes de la deuxième section d’échange thermique 16.

[73] Le circuit de gestion thermique 1 comporte de plus un échangeur de chaleur interne 13 permettant les échanges de chaleur entre le fluide réfrigérant en sortie du deuxième dispositif de détente 11 et le fluide réfrigérant circulant entre le premier point de jonction 31 et le deuxième point de jonction 32. Cet échangeur de chaleur interne 13 permet d’améliorer l’efficacité du refroidissement.

[74] Les premier 7, deuxième 11 et troisième 17 dispositifs de détente peuvent comporter notamment une fonction d’arrêt afin d’interdire la circulation du fluide réfrigérant lorsqu’ils sont complètement fermés. Une telle fonction d’arrêt permet de contrôler la circulation du fluide réfrigérant et ainsi de décider si le fluide réfrigérant circule dans le deuxième échangeur de chaleur 9, dans la première branche de circulation B et/ou dans la deuxième branche de circulation C.

[75] Les figures 2 à 7 illustrent trois modes de fonctionnement distincts du circuit de gestion thermique 1. D’autres modes de fonctionnement sont également possibles en jouant sur le débit de fluide réfrigérant traversant chacun des premier 7, deuxième 11 et troisième 17 dispositifs de détente.

[76] Sur les figures 2, 4 et 6, seules les portions dans lesquelles le fluide réfrigérant circule sont représentées. Le type de trait utilisé schématise la pression du fluide réfrigérant dans la portion de circuit correspondante. Un trait épais correspond à une portion de circuit à haute pression, un trait fin correspond à une portion de circuit à pression intermédiaire et un trait pointillé correspond à une portion de circuit à basse pression. Dans tous les modes de fonctionnement, la valeur de la pression intermédiaire est inférieure à la valeur de la haute pression, et la valeur de la basse pression est inférieure à la valeur de la pression intermédiaire.

[77] Premier mode de fonctionnement :

La figure 2 illustre le fonctionnement du circuit de gestion thermique 1 selon un premier mode de fonctionnement. La figure 3 est un diagramme représentant l’évolution, dans les branches de circulation A et B, de la pression P du fluide réfrigérant en fonction de son enthalpie H.

[78] Dans ce premier mode de fonctionnement du circuit de gestion thermique 1 , le fluide réfrigérant circule dans :

- le compresseur 3,

- le premier échangeur de chaleur 5 au niveau duquel il perd de la chaleur,

- une première partie du fluide réfrigérant passe par la boucle principale A et traverse le premier dispositif de détente 7 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, le fluide réfrigérant traversant ensuite le deuxième échangeur de chaleur 9 au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur 3,

- une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation B et traverse le deuxième dispositif de détente 11 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, supérieure à la basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite la première section d’échange thermique 15 du troisième échangeur de chaleur 20 au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur 3.

[79] Le fluide réfrigérant est à haute pression en sortie du compresseur 3, comme illustré par la portion 300 du diagramme de la figure 3. Le fluide réfrigérant passe ensuite par le premier échangeur de chaleur 5 au niveau duquel le fluide réfrigérant cède de la chaleur au flux d’air externe 100, comme illustré par la portion 500 du diagramme de la figure 3. Au niveau du premier point de jonction 31 , une première partie du fluide réfrigérant passe par la boucle principale A et traverse le premier dispositif de détente 7 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, comme illustré par la portion 700 du diagramme de la figure 3. Le fluide réfrigérant traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur 9 au niveau duquel il absorbe de la chaleur, comme illustré par la portion 900 du diagramme de la figure 4, puis rejoint le premier étage de compression du compresseur 3.

[80] Toujours au niveau du premier point de jonction 31 , une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation B et traverse le deuxième dispositif de détente 11 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, supérieure à la basse pression, comme illustré par la courbe 110 du diagramme de la figure 3. Le fluide réfrigérant traverse ensuite la première section d’échange thermique 15 du troisième échangeur de chaleur 20 au niveau duquel il absorbe de la chaleur, comme le montre la portion 150 du diagramme de la figure 4. Le fluide réfrigérant à pression intermédiaire rejoint ensuite le deuxième étage de compression du compresseur 3 et boucle le cycle thermodynamique.

[81] Dans ce premier mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant ne circule pas dans la deuxième branche de circulation C. Pour cela, le troisième dispositif de détente 17 peut par exemple être fermé et interdire la circulation du fluide réfrigérant. La deuxième section d’échange thermique 16 du troisième échangeur de chaleur 20 n’est pas parcourue par le fluide réfrigérant, et ne modifie pas la température du flux d’air interne 200.

[82] Le flux d’air interne 200 est ainsi refroidi à un premier niveau de température en traversant la première section d’échange thermique 15 du troisième échangeur de chaleur 20. Les batteries sont elles refroidies via le deuxième échangeur de chaleur 9, qui est placé à un deuxième niveau de température, plus froid que le premier niveau de température. En effet, la température d’évaporation du fluide réfrigérant est plus faible dans l’échangeur 9 que dans la première section d’échange thermique 15, puisque la pression y est plus basse. Ce premier mode de fonctionnement permet de refroidir efficacement les batteries lors d’une charge rapide. La température des batteries peut ainsi être maintenue au plus près de la température optimale de fonctionnement.

[83] Ce premier mode de fonctionnement permet de fournir une puissance de refroidissement élevée aux batteries, tout en assurant un refroidissement de l’habitacle du véhicule. Le débit de fluide réfrigérant circulant dans la première branche de circulation B et dans la boucle principale A permet d’ajuster la répartition de la puissance de refroidissement entre l’habitacle et les batteries, ainsi que d’ajuster la puissance totale de refroidissement.

[84] L’échangeur de chaleur interne 13 permet un sous-refroidissement du fluide réfrigérant passant par la boucle principale A. En effet, une partie de l’énergie calorifique du fluide réfrigérant à haute pression passant entre le premier 31 et le deuxième 32 point de jonction est transférée au fluide réfrigérant à pression intermédiaire circulant dans la première branche de circulation B en sortie du deuxième dispositif de détente 11 , comme illustré par les courbes 130a et 130b du diagramme de la figure 3. La différence d’enthalpie schématisée par le segment 130a n’est pas forcément égale à la différence d’enthalpie schématisée par le segment 130b. L’échangeur de chaleur interne 13 permet d’améliorer le coefficient de performance du circuit de gestion thermique 1. Il est cependant tout à fait envisageable de ne pas intégrer d’échangeur interne, selon une variante non représentée du circuit de gestion thermique 1.

[85] Deuxième mode de fonctionnement :

La figure 4 illustre le fonctionnement du circuit de gestion thermique 1 selon un deuxième mode de fonctionnement. La figure 5 est un diagramme représentation l’évolution, dans les branches de circulation A, B, C, de la pression P du fluide réfrigérant en fonction de son enthalpie H.

[86] Dans ce deuxième mode de fonctionnement du circuit de gestion thermique 1 , le fluide réfrigérant circule dans :

- le compresseur 3,

- le premier échangeur de chaleur 5 au niveau duquel il perd de la chaleur,

- une première partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation B et traverse le deuxième dispositif de détente 11 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, le fluide réfrigérant traverse ensuite la première section d’échange thermique 15 du troisième échangeur de chaleur 20 au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur 3, une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par le premier dispositif de détente 7 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, inférieure à la pression intermédiaire, le fluide réfrigérant traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur 9 au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur 3, une troisième partie du fluide réfrigérant passe par la deuxième branche de circulation C et traverse le troisième dispositif de détente 17 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à la basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite la deuxième section d’échange thermique 16 du troisième échangeur de chaleur 20 au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur 3.

[87] Le fluide réfrigérant est à haute pression en sortie du compresseur 3, comme illustré par la portion 300 du diagramme de la figure 5. Le fluide réfrigérant passe ensuite par le premier échangeur de chaleur 5 au niveau duquel le fluide réfrigérant cède de la chaleur au flux d’air externe 100, comme illustré par la portion 500 du diagramme de la figure 5.

[88] Au niveau du premier point de jonction 31 , une première partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation B et traverse le deuxième dispositif de détente 11 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, comme illustré par la courbe 110 du diagramme de la figure 5. Le fluide réfrigérant traverse ensuite la première section d’échange thermique 15 du troisième échangeur de chaleur 20, comme le montre la courbe 150 du diagramme de la figure 6, au niveau duquel il absorbe de la chaleur. Le fluide réfrigérant à pression intermédiaire rejoint ensuite le deuxième étage de compression du compresseur 3.

[89] Toujours au niveau du premier point de jonction 31 , une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par la boucle principale A, traverse l’échangeur interne 13, et atteint le point de jonction 32. En aval du deuxième point de jonction 32, une deuxième partie du fluide réfrigérant circule dans la boucle principale A et traverse le premier dispositif de détente 7 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, inférieure à la pression intermédiaire, comme illustré par la portion 700 du diagramme de la figure 5. Le fluide réfrigérant traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur 9 au niveau duquel il absorbe de la chaleur, comme illustré par la courbe 900 du diagramme de la figure 5, puis rejoint le troisième point de jonction 33.

[90] Toujours en aval du deuxième point de jonction 32, une troisième partie du fluide réfrigérant passe par la deuxième branche de circulation C et traverse le troisième dispositif de détente 17 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, inférieure à la pression intermédiaire, comme illustré par la courbe 170 du diagramme de la figure 5. Le fluide réfrigérant traverse ensuite la deuxième section d’échange thermique 16 du troisième échangeur de chaleur 20 au niveau duquel il absorbe de la chaleur, comme illustré par la courbe 160 du diagramme de la figure 5, avant de rejoindre le troisième point de jonction 33.

[91] En aval du point de jonction 33, le fluide réfrigérant à basse pression rejoint le premier étage de compression du compresseur 3. Le deuxième échangeur thermique 9 et la deuxième section d’échange thermique 16 du troisième échangeur de chaleur 20 sont à une pression identique puisqu’ils sont reliés ensemble au niveau du point de jonction 33. Par pression identique, on entend identique aux écarts de perte de charge près, entre d’une part la sortie de la deuxième section d’échange thermique 16 et le point de jonction 33, et d’autre part la sortie du deuxième échangeur de chaleur 9 et le point de jonction 33.

[92] Comme pour le premier mode de fonctionnement, l’échangeur de chaleur interne 13 permet un sous-refroidissement du fluide réfrigérant passant par la boucle principale A. En effet, une partie de l’énergie calorifique du fluide réfrigérant à haute pression passant entre le premier 31 et le deuxième 32 point de jonction est transférée au fluide réfrigérant à pression intermédiaire circulant dans la première branche de circulation B en sortie du deuxième dispositif de détente 11. Ce transfert est illustré par les portions 130a et 130b du diagramme de la figure 5. La différence d’enthalpie schématisée par le segment 130a n’est pas forcément égale à la différence d’enthalpie schématisée par le segment 130b. L’échangeur de chaleur interne 13 permet d’améliorer le coefficient de performance du circuit de gestion thermique 1. Il est cependant tout à fait envisageable de ne pas intégrer d’échangeur interne, selon une variante non représentée du circuit de gestion thermique 1. [93] Dans ce deuxième mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant circule à la fois dans la première branche de circulation B, la deuxième branche de circulation C ainsi que dans la boucle principale A.

[94] Dans ce mode de fonctionnement, le deuxième échangeur de chaleur 9 et la deuxième section d’échange thermique 16 du troisième échangeur de chaleur 20 sont tous les deux traversés par du fluide réfrigérant à la pression la plus basse, donc possédant la température d’évaporation la plus faible. La première section d’échange thermique 15 du troisième échangeur de chaleur 20 est parcourue par le fluide réfrigérant à pression intermédiaire. Le flux d’air interne 200 est donc refroidi d’abord par la première section d’échange thermique 15 jusqu’à un premier niveau de température, puis est à nouveau refroidi par la deuxième section d’échange thermique 16 jusqu’à un deuxième niveau de température. Le deuxième niveau de température est plus froid que le premier niveau de température puisque l’évaporation du fluide réfrigérant se produit à une pression plus faible.

[95] Ce deuxième mode de fonctionnement permet ainsi d’obtenir conjointement une capacité de refroidissement élevée des batteries, via le deuxième échangeur de chaleur 9, ainsi d’un débit d’air interne 200 à basse température.

[96] Le deuxième mode de fonctionnement peut correspondre à une charge rapide des batteries tout en assurant conjointement un refroidissement efficace de l’habitacle.

[97] Dans le cas où le quatrième échangeur de chaleur 19 comporte un matériau à changement de phase, ce dernier peut être « rechargé » dans ce deuxième mode de fonctionnement, notamment pour être utilisé ultérieurement par exemple dans le premier mode de réalisation. Par « recharger », on entend ici que le matériau à changement de phase passe par exemple de la phase liquide à la phase solide.

[98] Troisième mode de fonctionnement :

La figure 6 illustre le fonctionnement du circuit de gestion thermique 1 selon un troisième mode de fonctionnement. La figure 7 est un diagramme représentation l’évolution, dans les branches de circulation A, B, C, de la pression P du fluide réfrigérant en fonction de son enthalpie H. [99] Dans ce troisième mode de fonctionnement du circuit de gestion thermique 1 , le fluide réfrigérant circule dans :

- le compresseur 3,

- le premier échangeur de chaleur 5 au niveau duquel il perd de la chaleur,

- une première partie du fluide réfrigérant passe par la deuxième branche de circulation C et traversant le troisième dispositif de détente 17 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite la deuxième section d’échange thermique 16 du troisième échangeur de chaleur 20 au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le premier étage de compression du compresseur 3,

- une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation B et traverse le deuxième dispositif de détente 11 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, supérieure à la basse pression, le fluide réfrigérant traverse ensuite la première section d’échange thermique 15 du troisième échangeur de chaleur 20 au niveau duquel il absorbe de la chaleur avant de rejoindre le deuxième étage de compression du compresseur 3.

[100] Le fluide réfrigérant est à haute pression en sortie du compresseur 3, comme illustré par la courbe 300 du diagramme de la figure 7. Le fluide réfrigérant passe ensuite par le premier échangeur de chaleur 5 au niveau duquel le fluide réfrigérant cède de la chaleur au flux d’air externe 100, comme illustré par la courbe 500 du diagramme de la figure 7.

[101] Au niveau du premier point de jonction 31 , une première partie du fluide réfrigérant passe par la boucle principale A, traverse l’échangeur interne 13, et atteint le point de jonction 32. En aval du deuxième point de jonction 32 le fluide réfrigérant passe par la deuxième branche de circulation C et traverse le troisième dispositif de détente 17 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une basse pression, inférieure à la pression intermédiaire, comme illustré par la courbe 170 du diagramme de la figure 7. Le fluide réfrigérant traverse ensuite la deuxième section d’échange thermique 16 du troisième échangeur de chaleur 20 au niveau duquel il absorbe de la chaleur, comme illustré par la portion 160 du diagramme de la figure 7, avant de rejoindre le troisième point de jonction 33. Après le troisième point de jonction 33, le fluide réfrigérant à basse pression rejoint le premier étage de compression du compresseur 3.

[102] Toujours au niveau du premier point de jonction 31 , une deuxième partie du fluide réfrigérant passe par la première branche de circulation B et traverse le deuxième dispositif de détente 11 au niveau duquel le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire, comme illustré par la portion 110 du diagramme de la figure 6. Le fluide réfrigérant traverse ensuite la première section d’échange thermique 15 du troisième échangeur de chaleur 20, comme le montre la portion 150 du diagramme de la figure 7, au niveau duquel il absorbe de la chaleur. Le fluide réfrigérant à pression intermédiaire rejoint ensuite le deuxième étage de compression du compresseur 3.

[103] Dans ce troisième mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant ne circule pas dans la portion de la partie de boucle principale A située entre le deuxième point de jonction 32 et le troisième point de jonction 33. Pour cela, le premier dispositif de détente 7 peut par exemple être fermé et interdire la circulation du fluide réfrigérant. Le deuxième échangeur de chaleur 9 n’est pas parcourue par le fluide réfrigérant.

[104] Comme pour le premier et le deuxième mode de fonctionnement, l’échangeur de chaleur interne 13 permet un sous-refroidissement du fluide réfrigérant passant par la boucle principale A. En effet, une partie de l’énergie calorifique du fluide réfrigérant passant entre le premier 31 et le deuxième 32 point de jonction est transférée au fluide réfrigérant circulant dans la première branche de circulation B en sortie du deuxième dispositif de détente 11 , comme illustré par les courbes 130a et 130b du diagramme de la figure 5. L’échangeur de chaleur interne 13 permet d’améliorer le coefficient de performance du circuit de gestion thermique 1.

[105] Dans ce troisième mode de fonctionnement, la première section d’échange thermique 15 du troisième échangeur de chaleur 20 est parcourue par le fluide réfrigérant à pression intermédiaire tandis que la deuxième section d’échange thermique 16 du troisième échangeur de chaleur 20 est traversée par du fluide réfrigérant à la pression la plus basse, donc possédant la température d’évaporation la plus faible. Le flux d’air interne 200 est donc refroidi d’abord par la première section d’échange thermique 15 jusqu’à un premier niveau de température, puis est à nouveau refroidi par la deuxième section d’échange thermique 16 jusqu’à un deuxième niveau de température, inférieur au premier niveau de température.

[106] Ce troisième mode de fonctionnement permet de dédier la capacité de refroidissement du circuit de gestion thermique 1 au refroidissement du flux d’air interne 200. Toute la puissance frigorifique disponible est ainsi utilisée pour le refroidissement de l’habitacle. Cela permet par exemple un refroidissement rapide de l’habitacle du véhicule automobile.

[107] Selon des modes de réalisation non représentés, le circuit de gestion thermique selon l’invention peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou combinées entre elles :

[108] La première section d’échange thermique 15 et la deuxième section d’échange thermique 16 peuvent être disposées cote à cote selon le sens d’écoulement du flux d’air interne (200). Dans ce cas, aucune section d’échange thermique n’est en amont de l’autre. Une partie du flux d’air interne 200 traverse uniquement la première section d’échange thermique 15 et une autre partie du flux d’air interne 200 traverse uniquement la deuxième section d’échange thermique 16. Il est ainsi possible d’obtenir une partie du flux d’air interne 200 à une première température, et une autre partie du flux d’air interne 200 à une deuxième température distincte de la première température. Ces deux parties distinctes du flux d’air interne 200 peuvent ainsi être dirigées vers des zones distinctes de l’habitacle. L’air le plus frais peut par exemple être dirigé vers la partie supérieure de l’habitacle, c'est-à-dire vers le pare-brise et la tête des passagers. L’air à température plus élevée peut lui être dirigé vers la partie intermédiaire ou la partie basse de l’habitacle. Cela permet d’assurer un désembuage particulièrement efficace du pare-brise ainsi qu’un bon confort thermique des passagers.

[109] La première section d’échange thermique 15 peut être disposée au-dessous de la deuxième section d’échange thermique 16. On entend par « au dessous » que la première section d’échange thermique 15 est plus près du sol sur lequel roule le véhicule que la deuxième section d’échange thermique 16, lorsque l’échangeur de chaleur 20 est assemblé dans sa position de montage normal dans le véhicule. Cette configuration facilite l'orientation de l’air le plus frais vers la partie supérieure de l’habitacle.

[110] La première section d’échange thermique 15 du troisième échangeur de chaleur 20 peut comporter un matériau à changement de phase. De même, la deuxième section d’échange thermique 16 du troisième échangeur de chaleur 20 comporte un matériau à changement de phase.

[111] L’énergie nécessaire à faire passer le matériau à changement de phase de l’état solide à l’état liquide peut servir à refroidir le flux d’air interne en l’absence de circulation de fluide réfrigérant dans le circuit, par exemple lorsque le véhicule n’est pas en fonctionnement.