Brevet FR3158911A1 — publié le 20250808

Système de traction de véhicule électrique ou hybride comprenant un circuit de régulation thermique comportant une première boucle de circulation (8) disposant d’une première pompe de circulation de fluide (20), d’au moins un refroidisseur (22) ou un réchauffeur (24), d’une batterie de traction (26) et d’une première vanne de distribution du fluide (6), comportant une deuxième boucle de circulation (12) disposant d’une deuxième pompe de circulation de fluide (32), de composants électriques (34) comprenant une machine de traction, d’un échangeur thermique vers l’extérieur (38) et d’une deuxième vanne de distribution du fluide (10), la première boucle (8) et la deuxième boucle (12) comportant des fluides qui sont différents, et une motorisation commune (16) actionnant en même temps les deux vannes de distribution (6, 10). Figure 1 SYSTEME DE TRACTION DE VEHICULE ELECTRIQUE OU HYBRIDE COMPRENANT DEUX BOUCLES DE FLUIDE DE RÉGULATION THERMIQUE La présente invention concerne un système de traction de véhicule électrique ou hybride équipé d’une machine électrique de traction, d’une batterie d’alimentation de cette machine, et d’un circuit de régulation thermique comportant au moins deux boucles de fluide, ainsi qu’un procédé de gestion de ce système de traction et un véhicule comportant un tel système. Un type de système de régulation thermique d’un véhicule électrique ou hybride connu, présenté notamment par le document FR-A1-3078386, comporte un circuit de fluide comprenant trois boucles présentant chacune une plage de température adaptée pour ses composants. Deux vannes de distribution à plusieurs voies chacune permettent des circulations entre les boucles d’un même fluide caloporteur, comprenant une eau avec des additifs, en particulier du glycol formant un antigel, afin de réguler les échanges thermiques pour optimiser le fonctionnement de chacun des composants tout en réduisant la consommation globale d’énergie. Une première boucle à très basse température comporte la batterie de traction du véhicule, un refroidisseur du système de climatisation du véhicule et une pompe de circulation permettant de maintenir cette batterie à une température peu élevée, en la refroidissant si nécessaire. Une deuxième boucle à haute température comporte un échangeur thermique d’habitacle, un réchauffeur électrique et une pompe de circulation afin de chauffer l’habitacle à partir d’une consommation de courant électrique. Une troisième boucle à basse température comporte la machine de traction, son onduleur de commande, un échangeur thermique avec l’extérieur et une pompe de circulation afin de refroidir la machine et son onduleur en dissipant les calories vers l’air ambiant. Les deux vannes de distribution disposées à la jonction des boucles permettent des échanges du même fluide entre ces boucles, pour par exemple, suivant les conditions de fonctionnement du véhicule et de son environnement, chauffer l’habitacle à partir des calories dégagées par la machine électrique et son onduleur ou par la batterie, ou refroidir l’habitacle à partir du refroidisseur du système de climatisation, Toutefois ce type de système de régulation thermique utilisant un même fluide pour réaliser des échanges entre les boucles, ne permet pas d’optimiser le type de fluide utilisé pour chaque application. En particulier la batterie de traction comporte des éléments électrochimiques de stockage de l’énergie électrique, qui en cas d’incident dans le caisson de batterie peut entraîner des risques d’incendie difficile à éteindre. Par ailleurs les différentes vannes pour chaque boucle avec leurs motorisations indépendantes posent des problèmes d’augmentation du nombre de composants, de complexification des commandes automatiques de l’ensemble, et ajoutent dans le véhicule un encombrement, des masses et des coûts. La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur. Elle propose à cet effet un système de traction de véhicule électrique ou hybride comprenant un circuit de régulation thermique comportant une première boucle de circulation disposant d’une première pompe de circulation de fluide, d’au moins un refroidisseur ou un réchauffeur, d’une batterie de traction et d’une première vanne de distribution du fluide, comportant une deuxième boucle de circulation disposant d’une deuxième pompe de circulation de fluide, de composants électriques comprenant une machine de traction, d’un échangeur thermique vers l’extérieur et d’une deuxième vanne de distribution du fluide, ce système étant remarquable en ce que la première boucle et la deuxième boucle comportent des fluides qui sont différents, et en ce qu’une motorisation commune actionne en même temps les deux vannes de distribution. Un avantage de ce système de traction est qu’il permet de prévoir un fluide adapté pour chaque boucle, en particulier pour la première boucle un fluide avec des caractéristiques spécifiques limitant les risques d’accidents dans la batterie, qui est différent du fluide de la deuxième boucle prévu pour circuler plus facilement dans la machine de traction et son électronique de commande. De plus malgré les deux boucles séparées disposant chacune de sa vanne distribuant son propre fluide, on évite une complexité plus importante du système de traction grâce à la motorisation unique actionnant en même temps les deux vannes. Le système de traction de véhicule selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, les deux vannes de distribution comportent un même arbre d’entraînement recevant un joint d’étanchéité entre ces deux vannes. Avantageusement, la première boucle de circulation comporte un fluide diélectrique et la deuxième boucle de circulation une eau additionnée de glycol. Avantageusement, la deuxième boucle de circulation comporte en série un échangeur thermique entre les fluides des deux boucles, qui suivant la position de la première vanne reçoit aussi le fluide de la première boucle. Avantageusement, la première boucle comporte une voie directe qui permet de court-circuiter le passage du fluide dans la batterie. Avantageusement, la deuxième boucle comporte une voie directe qui permet de court-circuiter le passage du fluide dans l’échangeur thermique extérieur. L’invention a aussi pour objet un procédé de fonctionnement d’un système de traction comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, remarquable en ce que dans une première position de la motorisation commune les deux boucles fonctionnent de manière indépendante sans échange thermique entre elles. L’invention a de plus pour objet un procédé de fonctionnement d’un système de traction comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, remarquable en ce que dans une deuxième position de la motorisation commune la première boucle fonctionne en court-circuitant la batterie avec la voie directe de première boucle, et la deuxième boucle fonctionne de manière indépendante sans échange thermique avec cette première boucle. L’invention a de plus pour objet un procédé de fonctionnement d’un système de traction comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, la deuxième boucle de circulation comportant en série un échangeur thermique entre les fluides des deux boucles, remarquable en ce que dans une troisième position de la motorisation commune les deux boucles échangent des calories au travers de cet échangeur thermique. L’invention a de plus pour objet un véhicule automobile électrique ou hybride, équipé d’un système de traction comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, qui réalise aussi un chauffage ou un refroidissement de l’habitacle. L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : FIG. 1 est un schéma du circuit de régulation thermique d’un système de traction selon l’invention présentant les deux boucles ; FIG. 2 présente ce schéma dans un premier mode de fonctionnement indépendant des deux boucles avec une régulation thermique de la batterie ; FIG. 3 présente ce schéma dans un deuxième mode de fonctionnement indépendant des deux boucles sans régulation thermique de la batterie ; et FIG. 4 présente ce schéma dans un troisième mode de fonctionnement combiné des deux boucles avec des échanges thermiques entre elles. La FIG. 1 présente le circuit de régulation thermique d’un système de traction d’un véhicule automobile électrique ou hybride, avec deux boucles de fluide séparées recevant des fluides caloporteurs différents, comprenant une première boucle 8 à très basse température commandée par une première vanne de distribution 6, et une deuxième boucle 12 à basse température commandée par une deuxième vanne de distribution 10. Les deux vannes 6, 10 comportent un arbre commun 4 actionné en rotation par une unique motorisation 16 de ces vannes, supportant les deux boisseaux qui tournent en même temps, avec un joint dynamique d’étanchéité 14 serrant l’arbre, interposé axialement entre les deux boisseaux pour éviter des échanges de fluide entre eux. La première boucle de fluide 8 comporte successivement en partant de la première vanne 6 une première pompe de circulation 20, un refroidisseur 22 et un réchauffeur électrique 24 faisant aussi partie du système de climatisation de l’habitacle du véhicule, puis une batterie 26 d’alimentation d’une machine électrique de traction du véhicule. Après le réchauffeur 24 de la première boucle 8, une voie de retour direct 28 disposée en parallèle de la batterie 26 permet un retour du fluide directement vers la première vanne 6 en court-circuitant cette batterie. La première boucle de fluide 8 comporte aussi en partant de la première vanne 6 un départ 40 vers un échangeur thermique entre les fluides des deux boucles 30, puis un retour 42 de cet échangeur vers la première vanne. La deuxième boucle de fluide 12 comporte successivement en partant de la deuxième vanne 10 l’échangeur thermique entre les deux fluides différents des boucles 30, une pompe de circulation du fluide 32, puis un ensemble de composants électriques 34 comprenant la machine électrique de traction, son onduleur d’alimentation et un chargeur de batterie à partir d’un réseau extérieur de distribution d’électricité. Après l’ensemble de composants électriques 34 la deuxième boucle 12 comporte une voie de retour direct 36 vers la deuxième vanne 10, et en parallèle un échangeur thermique avec l’extérieur 38 retournant ensuite vers cette deuxième vanne. Le fluide caloporteur de la deuxième boucle 12 comprenant la machine électrique de traction est une eau additionnée de glycol et d’autres additifs, couramment utilisée dans les circuits de refroidissement des véhicules, qui apporte à la fois une grande fluidité facilitant le travail de la deuxième pompe de circulation 32 qui peut présenter une faible puissance, et une capacité thermique importante. Le fluide caloporteur de la première boucle 8 est un fluide diélectrique, assurant une bonne conduction thermique ainsi qu’une isolation électrique, qui passe dans des plaques d’échange thermique de la batterie de traction 26 en contact avec les cellules électrochimiques de stockage d’énergie pour les refroidir. En cas de fuite du fluide diélectrique dans le caisson de batterie 26, la propriété d’isolation électrique de ce fluide apporte une sécurité supplémentaire en évitant des court-circuits avec les cellules électrochimiques ou avec les connexions haute tension dans le caisson, ce qui réduit les risques d’incendie. Par contre le fluide diélectrique de la première boucle 8 est plus visqueux que l’eau additionnée de glycol ce qui nécessite pour la pompe de circulation 20 une puissance plus importante, et est plus corrosif ce qui nécessite une adaptation des composants le recevant. Les deux boucles de fluide 8, 12 fonctionnent avec leurs propres fluides caloporteurs séparés, avec une possibilité d’échange thermique entre eux grâce à l’échangeur entre fluides 30. La motorisation commune 16 des vannes 6, 10 permet avec la rotation de l’arbre commun 4 d’obtenir différentes positions angulaires des boisseaux des deux vannes, comprenant au moins trois positions de fonctionnement. La FIG. 2 présente avec la première position de la motorisation 16 des fonctionnements des deux boucles 8, 12 de manière indépendante, sans échange thermique entre elles. Dans la première boucle 8 la circulation du fluide diélectrique générée par la première pompe 20 permet un réchauffement de la batterie 26 en utilisant le réchauffeur 24, par exemple lors du démarrage du véhicule avec une température extérieure froide, ou un refroidissement de cette batterie en utilisant le refroidisseur 22. Dans la deuxième boucle 12 la circulation facilitée de l’eau glycolée qui est très fluide, par la deuxième pompe 32, permet un refroidissement des composants électriques 34 qui dissipe ensuite les calories dans l’échangeur thermique extérieur 38. La FIG. 3 présente avec la deuxième position de la motorisation 16 des fonctionnements des deux boucles 8, 12 qui sont aussi indépendants. La deuxième boucle 12 présente le même fonctionnement autonome. La première boucle 8 utilise la première voie de retour direct 28 pour ne pas passer dans la batterie 26, le fluide passant uniquement dans le refroidisseur 22 et le réchauffeur 24. La FIG. 4 présente avec la troisième position de la motorisation 16 un échange d’énergie thermique entre les deux boucles 8, 12, grâce à un passage de la première boucle dans l’échangeur thermique entre fluides 30 qui permet un transfert de calories entre le fluide diélectrique et l’eau glycolée. Dans ce cas on utilise la deuxième voie de retour direct 36 en sortie des composants électriques 34 qui ont réchauffés le fluide de la première boucle 8, pour passer dans l’échangeur thermique entre fluides 30 qui transmet ses calories au fluide diélectrique afin de réchauffer à son tour la batterie 26. De cette manière, notamment pour les départs à froid du véhicule, on réchauffe la batterie 26 afin d’améliorer ses caractéristiques de fonctionnement sans consommer de courant électrique dans le réchauffeur 24. On réalise les différentes positions des vannes 6, 10 au moyen d’une motorisation 16 comprenant un unique moteur avec sa commande, ce qui permet de simplifier le système de contrôle du circuit de régulation thermique, de réduire le nombre de composants, de diminuer la masse du véhicule et les coûts de fabrication. De plus on optimise la nature des fluides des deux boucles 8, 12 afin d’améliorer la sécurité dans la batterie 26, tout en gardant une facilité de circulation du fluide dans la deuxième boucle 12 qui reste très fluide. Système de traction de véhicule électrique ou hybride comprenant un circuit de régulation thermique comportant une première boucle de circulation (8) disposant d’une première pompe de circulation de fluide (20), d’au moins un refroidisseur (22) ou un réchauffeur (24), d’une batterie de traction (26) et d’une première vanne de distribution du fluide (6), comportant une deuxième boucle de circulation (12) disposant d’une deuxième pompe de circulation de fluide (32), de composants électriques (34) comprenant une machine de traction, d’un échangeur thermique vers l’extérieur (38) et d’une deuxième vanne de distribution du fluide (10), caractérisé en ce que la première boucle (8) et la deuxième boucle (12) comportent des fluides qui sont différents, et en ce qu’une motorisation commune (16) actionne en même temps les deux vannes de distribution (6, 10). Système de traction selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux vannes de distribution (6, 10) comportent un même arbre d’entraînement (4) recevant un joint d’étanchéité (14) entre ces deux vannes (6, 10). Système de traction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première boucle de circulation (8) comporte un fluide diélectrique et la deuxième boucle de circulation (12) comporte une eau additionnée de glycol. Système de traction selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième boucle de circulation (12) comporte en série un échangeur thermique (30) entre les fluides des deux boucles (8, 12), qui suivant la position de la première vanne (6) reçoit aussi le fluide de la première boucle (8). Système de traction selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première boucle (8) comporte une voie de retour direct (28) qui permet de court-circuiter le passage du fluide dans la batterie (26), Système de traction selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième boucle (12) comporte une voie de retour direct (36) qui permet de court-circuiter le passage du fluide dans l’échangeur thermique extérieur (38). Procédé de fonctionnement d’un système de traction selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans une première position de la motorisation commune (16) les deux boucles (8, 12) fonctionnent de manière indépendante sans échange thermique entre elles. Procédé de fonctionnement d’un système de traction selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que dans une deuxième position de la motorisation commune (16) la première boucle (8) fonctionne en court-circuitant la batterie (26) avec la voie directe de première boucle (28), et la deuxième boucle (12) fonctionne de manière indépendante sans échange thermique avec cette première boucle (16). Procédé de fonctionnement d’un système de traction selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, la deuxième boucle de circulation (12) comportant en série un échangeur thermique (30) entre les fluides des deux boucles (8, 12), caractérisé en ce que dans une troisième position de la motorisation commune (16) les deux boucles échangent des calories au travers de cet échangeur thermique (30). Véhicule automobile électrique ou hybride, caractérisé en ce qu’il comporte un système de traction selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, réalisant aussi un chauffage ou un refroidissement de l’habitacle.