Brevet FR2954237A1 — publié le 20110624

VEHICULE COMPORTANT UN DOUBLE CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT La présente invention se rapporte à la thermorégulation des groupes motopropulseurs des véhicules et se rapporte plus particulièrement à un véhicule automobile, notamment un véhicule automobile hybride, comportant un premier et un second circuit de refroidissement servant respectivement à refroidir un moteur thermique et un sous ensemble électromoteur. Le document FR2890606 présente un véhicule hybride comportant de, manière connue, un groupe motopropulseur comportant un moteur thermique, une ou deux machines électriques, des composants électroniques de puissance et un ensemble de batteries de puissance. Une telle architecture demande à la fois un dispositif de refroidissement du moteur thermique, de la ou des machines électriques et des composants électroniques de puissance. Comme le niveau de température du liquide de refroidissement des organes électrotechniques (la ou les machines électriques et les composants électroniques de puissance) et du moteur thermique ne sont pas les mêmes, il est prévu d'utiliser deux circuits de refroidissement afin de respecter les températures de fonctionnement de chaque sous ensemble. Typiquement le liquide de refroidissement des organes électrotechniques est de l'ordre de 70°C alors que la température du liquide de refroidissement du moteur thermique est de l'ordre de 100°C. Le circuit de refroidissement des organes électrotechniques est appelé circuit basse température et le circuit de refroidissement du moteur thermique est appelé circuit de refroidissement haute température. Un tel véhicule comporte une double liaison entre le circuit de refroidissements basse température et le circuit de refroidissement haute température permettant une circulation du liquide de refroidissement entre les deux circuits de refroidissement. Une telle mise en circulation du liquide de refroidissement entre les deux circuits de refroidissement, à cause des différences de température de fonctionnement du moteur thermique et des machines électriques, doit comporter des vannes pilotées, permettant d'isoler sélectivement chacun des deux circuits de refroidissement. Une telle architecture impose que chaque circuit puisse fonctionner indépendamment de l'autre, mais puisse en même temps fonctionner comme un seul et même circuit de refroidissement. Il en résulte que chacun des deux circuits doit comporter son propre dispositif de dégazage et son propre vase d'expansion. Le dispositif de dégazage et le vase d'expansion constituant un seul et même élément appelé plus généralement boîte de dégazage. Ces deux boîtes de dégazage représentent un volume relativement important et doivent être positionnés à la même hauteur, formant les points culminant des deux circuits de refroidissement. Lors du remplissage des deux circuits de refroidissement, la présence de ces vannes pilotées et de ces deux boîtes de dégazage complexifient et rallongent le temps d'exécution de cette opération. Un but de l'invention est de proposer un véhicule de type hybride comportant un double circuit de refroidissement compact dont les opérations de maintenance restent semblable à un véhicule ne comportant qu'un seul circuit de refroidissement, avec les deux circuits de refroidissement devant malgré tout rester suffisamment dissociés pour leurs permettre de fonctionner à des températures différentes. A cet effet, l'invention a pour objet un véhicule, notamment véhicule automobile, comportant un premier et un second circuit fermé de refroidissement servant respectivement à refroidir un moteur thermique et un organe électrique, tel qu'il comporte un raccord définit un unique passage de fluide entre les premier et second circuits de refroidissement. Les deux circuits de refroidissement comportent une seule boîte de dégazage, avec la boîte de dégazage associée au premier circuit de refroidissement. Pour permettre la circulation du fluide dans le second circuit de refroidissement, celui-ci comporte une pompe électrique. Le premier circuit de refroidissement comporte aussi une pompe électrique venant en complément d'une pompe mécanique, la pompe électrique étant commandée indépendamment du fonctionnement du moteur thermique et venant suppléer à la pompe mécanique par exemple lorsque le véhicule est propulsé uniquement par le moteur électrique, le moteur thermique étant alors stoppé. Selon une caractéristique de l'invention, la jonction de l'unique passage de fluide avec le premier circuit de refroidissement est positionnée entre la boite de dégazage et l'entrée de refroidissement du moteur thermique, limitant ainsi le transfert de gaz dans le second circuit de refroidissement en cas de transfert de fluide du premier vers le second circuit de refroidissement. Selon une seconde caractéristique de l'invention, le raccord comporte deux conduits, le premier conduit étant inséré le long du premier circuit de refroidissement, le second conduit étant inséré le long du second circuit de refroidissement, les deux conduits étant reliés par une pièce de liaison formant l'unique passage de fluide. Selon un premier mode de réalisation, le raccord forme un ensemble rigide monobloc. Selon un second mode de réalisation, la pièce de liaison entre les deux circuits de refroidissement est constituée par un tuyau flexible, ledit tuyau flexible étant relié par deux piquages sur les deux conduits insérés le long des deux circuits de refroidissement. D'autres avantages et caractéristiques techniques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui suit en référence aux figures des dessins annexés parmi lesquelles : - la figure 1 représente une vue schématique d'un circuit de refroidissement d'un véhicule du type hybride, comportant un premier circuit de refroidissement pour un moteur thermique et un second circuit de refroidissement pour une machine électrique et pour les composants électroniques de puissances qui lui sont associés ; - la figure 2 représente un premier mode de réalisation d'un raccord suivant l'invention reliant le premier circuit de refroidissement au second circuit de refroidissement ; et - la figure 3 représente un second mode de réalisation d'un raccord suivant l'invention reliant le premier circuit de refroidissement au second circuit de refroidissement. La figure 1 représente une vue schématique d'un circuit de refroidissement d'un véhicule du type hybride comportant un premier circuit de refroidissement 1 refroidissant un moteur thermique 11 et un second circuit de refroidissement 2 refroidissant une machine électrique, encore appelée électromoteur, et les composants électroniques de puissances qui lui sont associés 21. Le premier circuit de refroidissement 1 servant à refroidir le moteur thermique 11 est appelé par la suite circuit de refroidissement haute température 1. Le second circuit de refroidissement 2 servant à refroidir un sous ensemble électromoteur et les composants électroniques de puissances qui lui sont associés 21, est appelé par la suite circuit basse température 2. Le circuit de refroidissement haute température 1 comporte un radiateur, appelé radiateur haute température 12, relié sélectivement au moteur thermique 11 au moyen d'un thermostat 13. Une pompe mécanique 14, entrainée par le moteur thermique 11, permet la mise en circulation d'un liquide de refroidissement dans le circuit de refroidissement haute température 1. Parallèlement à ce circuit de refroidissement haute température 1, un circuit de dérivation 3, relié à chacune de ces deux extrémités au circuit de refroidissement haute température 1, inclut une boîte de dégazage 31: la boîte de dégazage 31 constitue un volume clos permettant la pressurisation du circuit et la mise en contact du liquide de refroidissement avec de l'air, permettant au liquide d'évacuer du gaz pouvant s'infiltrer dans le circuit de refroidissement haute température 1. Une telle infiltration de gaz peut provenir de différentes causes, une des principales étant du gaz de combustion qui s'infiltre au travers du joint de culasse du moteur thermique 11 lors du passage du circuit de refroidissement haute température dans la culasse. La boîte de dégazage comporte une soupape d'échappement dont le tarage permet de limiter la pression dans le circuit de refroidissement haute température 1. Cette soupape pouvant s'ouvrir dans le cas de surpression du circuit de refroidissement haute température 1. La soupape d'échappement est positionnée au centre d'un bouchon fermant un orifice permettant le remplissage des circuits haute température 1 et basse température 2 comme expliqué ultérieurement. Le circuit de refroidissement haute température 1 comporte une seconde pompe 15 actionnée par un moteur électrique, appelée pompe électrique haute température 15 permettant de commander la mise en circulation du liquide de refroidissement indépendamment du fonctionnement du moteur thermique 1. Le circuit basse température 2 comporte un radiateur, appelé radiateur basse température 22, et une pompe électrique 23, appelée pompe électrique basse température 23, permettant la mise en circulation d'un liquide de refroidissement dans le circuit basse température 2. Le circuit basse température 2 est connecté au circuit de refroidissement haute température 1 par une unique pièce de liaison 6 formant un passage de fluide se faisant préférentiellement en sortie de la boîte de dégazage 31 du circuit de dérivation 3. Le passage de fluide formé par la pièce de liaison 6 permet d'assurer simultanément le remplissage du circuit de refroidissement haute température 1 et basse température 2. Un tel remplissage, s'effectuant par l'orifice de la boîte de dégazage 31, se fait différemment suivant que le remplissage se fasse en fin d'assemblage du véhicule, en usine terminale, ou en après vente lors d'un entretien du véhicule : en usine terminal, les circuits de refroidissement haute température 1 et basse température 2, ne contenant au préalable aucun liquide de refroidissement, sont mis sous vide partiel par aspiration de l'air qu'ils contiennent. Cette opération se fait par l'orifice de la boîte de dégazage 31. Une fois le vide partiel effectué, le liquide de refroidissement est libéré et aspiré, toujours par le même orifice, venant remplir l'ensemble du circuit de refroidissement, - en après vente, après retrait de l'ancien liquide de refroidissement, par exemple par des orifices de purge positionnés au plus bas des circuits de refroidissement haute température 1 et basse température 2, le liquide est, comme précédemment, introduit par l'orifice du bocal de dégazage. L'air, présent dans les deux circuits de refroidissement 1 et 2 n'ayant pas été retiré au préalable, est purgé par des seconds orifices de purges positionnés généralement sur le haut des radiateurs haute température 12 et basse température 22. D'autres orifices de purge peuvent être éventuellement répartis à différents endroits du moteur thermique ou électrique et le long des deux circuits de refroidissement 1 et 2. Que ce soit en usine terminal ou en après vente, du fait du positionnement de la pièce de liaison 4 en sortie de la boîte de dégazage, l'obturation par le thermostat 13 d'une partie du circuit de refroidissement haute température 1 n'a pas d'influence sur le remplissage du circuit de refroidissement basse température 2. La figure 2 représente un premier mode de réalisation d'un raccord 41 comportant une pièce de liaison 4 positionnée entre le circuit de refroidissement haute température 1, plus particulièrement le circuit de dérivation 3 du circuit de refroidissement haute température 1, et le circuit de refroidissement basse température 2. Dans ce premier mode de réalisation les deux circuits sont suffisamment proches pour permettre au raccord 41 d'être réalisé en une seule pièce, présentant deux conduits 44 et 45 positionnés en H : chacun des deux conduits 44 et 45 étant constitué de deux embouts 42 positionnés dans un même alignement, les deux conduits 44 et 45 étant reliés entre eux par la pièce de liaison 4, formant une liaison rigide. Un premier embout 44 du connecteur 41 est inséré le long du circuit de dérivation 3, en sortie de la boîte de dégazage 31, ne perturbant pas le passage du liquide de refroidissement dans ce circuit de dérivation 3. Le second embout 45 du raccord 41 est inséré le long du circuit de refroidissement basse température 2, ne perturbant pas non plus le passage du liquide de refroidissement dans le circuit de refroidissement basse température 2. Dans cet exemple le raccord 41 comporte ces deux conduits 44 et 45 dans un même plan, mais il est aussi possible de prévoir que chaque conduit 44 et 45 soit dans un plan différent, la pièce de liaison 4 assurant toujours la liaison rigide entre les deux conduits 44 et 45 du raccord 41. Le raccord 41 permet au liquide de refroidissement présent dans le circuit de dérivation 3 et dans le circuit basse température 2 de circuler librement. Ainsi, si les circuits sont étanches, seule une infime partie du liquide de refroidissement est susceptible de passer d'un circuit à un autre. Le liquide de refroidissement qui est susceptible de passer du circuit de dérivation 3 au circuit de refroidissement basse température 2, venant de transiter par la boîte de dégazage 31, contient très peu de gaz, ne risquant pas de perturber le fonctionnement du circuit de refroidissement basse température 2. Le positionnement du raccord 41 est donc particulièrement important du fait de l'absence d'une boîte de dégazage 31 sur le circuit basse température 2. La figure 3 représente un second mode de réalisation d'une pièce de liaison 5 positionnée entre le circuit de refroidissement haute température 1 et le circuit de refroidissement basse température 2. Un premier conduit 51 est inséré le long du circuit de refroidissement haute température 1. Le premier conduit 51 sert de support à un premier piquage du circuit de dérivation 3 et à un second piquage de la pièce de liaison 5 sur le circuit de refroidissement haute température 1. Les deux piquages étant en regard l'un de l'autre. Le positionnement des deux piquages, en regard l'un de l'autre, favorise l'échange éventuel de liquide de refroidissement entre la sortie du circuit de dérivation 3, toujours en sortie de la boîte de dégazage, et le circuit basse température 2. Comme précédemment un tel échange est préférable au liquide de refroidissement venant de circuler dans les conduits internes du moteur thermique 11 et pouvant être chargé en gaz. Le piquage sur le premier conduit 51 de la pièce de liaison 5 est prolongée par un tuyau flexible 52 dont la seconde extrémité forme un piquage sur le circuit de refroidissement basse température 2, par l'intermédiaire d'un second conduit 53. Le tuyau flexible 52 et les premier et second conduits 51 et 53 constituent un raccord 57. Bien entendu le tuyau flexible 52 peut aussi relier, toujours par l'intermédiaire de deux piquages, directement le circuit de dérivation 3 au circuit de refroidissement basse température 2, limitant davantage, comme dans le premier mode de réalisation, une éventuelle remontée de gaz dans le liquide de refroidissement circulant dans le circuit de refroidissement basse température 2. Le second mode de réalisation, tel que décrit, présente par contre l'avantage de limiter le nombre de conduits, le premier conduit 51 servant déjà à connecter le circuit de dérivation 3 sur le circuit de refroidissement haute température 1. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations qui ont été décrits, mais est susceptible de recevoir de nombreuses modifications qui apparaîtront à l'homme du métier, notamment en ce qui concerne le positionnement du raccord 41 ou 57 suivant le premier ou le second mode de réalisation. REVENDICATIONS1. Véhicule, notamment véhicule automobile, comportant des premier (1, 3) et un second (2) circuits fermés de refroidissement servant respectivement à refroidir un moteur thermique (11) et un organe électrique (21), caractérisé en ce qu'il comporte un raccord (41, 57) définissant un unique passage de fluide entre les premier (1, 3) et second (2) circuits fermés de refroidissement. 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier (1, 3) et un second (2) circuits fermés de refroidissement comportent une seule boîte de dégazage (31) associée au premier circuit de refroidissement (1, 3). 3. Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le second circuit de refroidissement (2) comporte une pompe électrique (23). 4. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier circuit de refroidissement (1, 3) comporte une pompe électrique (15), ladite pompe électrique (15) étant commandée indépendamment du fonctionnement du moteur thermique (11). 5. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la jonction de l'unique passage de fluide avec le premier circuit de refroidissement (1, 3) est positionnée entre la boîte de dégazage (31) et l'entrée de refroidissement du moteur thermique (11). 6. Véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce que le raccord (41) comporte deux conduits, le premier conduit (44, 51) étant inséré le long du premier circuit de refroidissement (1, 3), le second conduit (45, 53) étant inséré le long du second circuit de refroidissement (2), les deux conduits (44, 51 ; 45, 53) étant reliés par une pièce de liaison (4, 5) formant l'unique passage de fluide. 7. Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que le raccord (41) forme un ensemble rigide monobloc. 8. Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pièce de liaison (5) entre les deux circuits de refroidissement est constituée par un tuyau flexible (53), ledit tuyau flexible (52) étant relié par deux piquages sur les deux conduits (51, 53) étant insérés le long des deux circuits de refroidissement. 9. Raccord (41) pour véhicule suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, permettant de relier un premier circuit de refroidissement (1, 3) destiné à refroidir un moteur thermique (11) à un second (2) circuit de refroidissement servant à refroidir un organe électrique (21), caractérisé en ce que ledit raccord (41) est constitué par deux conduits (44, 45) reliés par une pièce de liaison (4) formant un unique passage de fluide (43), les deux conduits (44, 45) et la pièce de liaison (4) formant un ensemble monobloc rigide.